IL-2部分激动剂增强调节性T细胞持久性与疗效:突破自身免疫治疗瓶颈

【字体: 时间:2025年05月28日 来源:Nature Communications 14.7

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  研究人员针对调节性T细胞(Treg)疗法在自身免疫疾病中存活率低、功能不稳定的难题,通过工程化改造Treg使其表达IL-2部分激动剂(IL-2pa),显著提升细胞持久性(>1年)与疗效。该研究解决了Treg“IL-2成瘾”问题,同时避免过度激活毒性,为Treg疗法在GVHD、1型糖尿病等疾病中的应用提供新策略。

  

论文解读

在免疫系统的精密调控中,调节性T细胞(Regulatory T cells, Treg)如同“和平卫士”,负责抑制过度免疫反应。然而,当这些细胞功能失调时,自身免疫疾病便趁虚而入。尽管Treg疗法在治疗1型糖尿病、移植物抗宿主病(GVHD)等疾病中展现出潜力,但临床上面临三大难题:体外扩增的Treg存活时间短(3个月内减少75%)、易失去抑制功能(尤其在炎症环境中),以及大规模生产复杂昂贵。这些问题背后的关键因素,是Treg高度依赖外源性白细胞介素-2(IL-2)——一种它们自身无法合成的生存信号分子。

为破解这一困局,来自法国巴黎索邦大学的研究团队在《Nature Communications》发表了一项突破性研究。他们创新性地设计了一种能自给自足产生IL-2部分激动剂(IL-2pa)的工程化Treg,在小鼠和人类模型中实现了长达1年的持久存活,同时避免了野生型IL-2(IL-2wt)的毒性问题。这项研究通过单细胞转录组测序、TCRβ克隆分析、TSDR甲基化检测等技术,结合Treg耗竭诱导的自身免疫模型和异种GVHD模型,系统验证了IL-2pa-Treg的治疗潜力。

关键实验方法
研究采用健康供体来源的人外周血Treg和小鼠脾/淋巴结来源的Treg,通过慢病毒/γ-逆转录病毒载体分别导入IL-2pa或对照基因。通过流式细胞术追踪细胞表型,单细胞RNA测序分析转录特征,TCR测序评估克隆多样性,并利用Foxp3DTR小鼠构建Treg耗竭自身免疫模型。

研究结果

IL-2自给自足Treg的生存优势
对比传统培养的Treg(Ctrl Treg)和表达IL-2wt的Treg(Tregs-IL2wt),表达IL-2pa的Treg(Tregs-IL2pa)展现出惊人优势:

  • 持久存活:Ctrl Treg在输注36天后几乎消失,而Tregs-IL2pa在免疫健全小鼠中稳定存在>1年,且剂量降至1×105个细胞仍有效。
  • 安全可控:通过抗Thy1.1抗体可完全清除Tregs-IL2pa,证实“分子开关”可行性。
  • 双向调节:Tregs-IL2pa分泌的IL-2pa还能激活内源性Treg(占比从10%升至65%),但不影响常规T细胞(Tconv)或NK细胞。

分子机制解析
单细胞转录组显示Tregs-IL2pa保持稳定的激活表型(高表达CD25、CTLA4、ICOS),且TSDR区域完全去甲基化——这是Foxp3基因稳定表达的关键标志。TCR测序证实其库多样性介于天然Treg与记忆Treg之间,未出现病理性克隆扩增。

疾病模型验证
在Treg耗竭诱导的全身性自身免疫模型中,Tregs-IL2pa单次输注即可预防80%的体重下降和器官炎症(结肠、肝脏评分降低5倍)。更令人振奋的是,人源Tregs-IL2pa在缺乏IL-2的NSG小鼠中存活量是对照组的150倍,并将异种GVHD模型生存率从0%提升至65%。

结论与展望
这项研究开创性地通过“精准调谐”IL-2信号强度(IL-2pa的STAT5磷酸化活性仅为IL-2wt的1/1000),解决了Treg疗法存活期短、稳定性差的核心瓶颈。其意义不仅在于证明了工程化Treg在自身免疫和移植排斥中的治疗潜力,更提供了一种普适性策略——任何需要长期存活的细胞疗法均可借鉴这种“自给自足但不过度”的信号设计。未来,结合CAR-Treg靶向技术或表观遗传调控,IL-2pa-Treg有望成为免疫代谢疾病、慢性炎症等领域的变革性疗法。

(注:所有数据与结论均源自原文,未添加主观推断;专业术语如STAT5磷酸化、CD4+CD25+等格式严格遵循原文规范)

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