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《自然·细胞研究》最新在线发表北京大学邓宏魁团队突破性成果——利用化学小分子将人类T细胞"一键重置"为多能干细胞,成功破解困扰免疫治疗领域的T细胞数量限制与功能耗竭难题。这项历时8年的研究不仅颠覆传统细胞重编程范式,更开创了"现成型"抗癌T细胞规模化生产的全新路径。
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T细胞作为人体免疫系统的"特种兵",通过其独特的T细胞受体(TCR)精准识别并清除癌细胞。然而,现有过继性T细胞疗法面临两大瓶颈:一是体外扩增过程中特异性T细胞难以大量增殖且易功能耗竭;二是传统培养方法无法选择性扩增肿瘤抗原特异性T细胞。邓宏魁团队此次开发的化学重编程技术,通过"化学鸡尾酒"诱导T细胞"返老还童",成功将其转化为具有无限增殖能力的化学诱导多能干细胞(hT-CiPS)。这一过程犹如将"经验丰富的老兵"重置为"全能新兵",既保留其特异性识别能力,又赋予其无限增殖潜力。
研究团队历时三年筛选出关键化学组合,其中核心成分EPZ6438(EZH2抑制剂)展现出革命性突破。实验显示,该化合物通过抑制PRC2复合物活性,消除H3K27me3表观遗传标记,使T细胞染色质结构从"紧锁"转为"开放"状态。在四阶段培养体系中:
身份擦除:EPZ6438处理72小时后,T细胞标志物CD3、CD8表达下调82%,同时上皮相关基因KRT8、KRT19上调3.6倍;形态转化:悬浮T细胞在第12-14天形成上皮样细胞簇,集落形成率>80%;多能性激活:第2阶段培养中,核心转录因子LIN28A表达提升4.3倍,OCT4、SOX2、NANOG等多能性基因达到胚胎干细胞水平;稳定扩增:最终获得的hT-CiPS细胞倍增时间仅18小时,显著优于传统iPS细胞的24小时;基因指纹验证:100%保留TCR特异性。
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人 T 细胞化学重编程方法的建立
通过TCR-β和TCR-γ区基因重排分析,研究团队证实hT-CiPS细胞完美保留了原始T细胞的"身份密码"。单细胞测序显示,7个独立hT-CiPS细胞系均呈现独特的Vβ/Jβ重排模式,其中Z0684-13细胞的TCR序列特异性峰高达98.7%。更令人振奋的是,这些多能干细胞再次分化为T细胞时,TCRαβ+CD3+细胞比例达82%,较传统脂肪干细胞来源iPS细胞提高37%,且VDJ基因序列一致性超过99.8%。
在功能验证实验中,hT-CiPS细胞展现出强大的分化潜能:
体外验证:形成的类胚体包含内胚层(AFP+)、中胚层(SMA+)、外胚层(β-III-tubulin+)细胞;体内验证:移植至免疫缺陷小鼠肾囊后6-7周,形成的畸胎瘤包含三个胚层组织(神经上皮、软骨、肠道上皮等);造血分化:利用ATO系统诱导,3周内获得CD34+CD45+CD43+造血祖细胞,4周后出现CD3+TCRαβ+CD4+CD8+双阳性T细胞。
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这项技术突破将带来三大革命性变革:
规模化生产:8×10^4个T细胞可在26-28天内扩增出数百个hT-CiPS细胞集落,产量较传统方法提升15倍;功能强化:重编程后的T细胞耗竭标志物PD-1、TIM-3表达下降64%,IFN-γ分泌量增加2.8倍;通用型疗法:通过基因编辑建立TCR库,可快速生产针对不同肿瘤抗原的"现成型"T细胞产品。
研究团队已启动三方面转化研究:
GMP级培养体系:开发无饲养层、成分明确的化学重编程培养基;TCR库建设:从1000名癌症患者中采集T细胞,建立覆盖主要肿瘤抗原的hT-CiPS细胞库;安全性验证:开展非人灵长类动物毒理实验,预计2027年进入I期临床试验。
这项技术不仅解决了T细胞免疫治疗的瓶颈问题,更重要的是建立了一种无需外源基因导入的细胞重编程新范式。未来,我们有望像生产疫苗一样批量制造抗癌T细胞,真正实现个体化精准治疗。
参考
Wang, Y., Peng, F., Cheng, R. et al. Efficient chemical reprogramming of human T cells to pluripotent stem cells. Cell Res (2026). https://doi.org/10.1038/s41422-025-01216-2
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