靶向VCAM-1的CAR-Treg细胞疗法:腹主动脉瘤免疫治疗新突破

【字体: 时间:2025年08月16日 来源:Communications Biology 5.1

编辑推荐:

  本研究针对腹主动脉瘤(AAA)缺乏有效非手术疗法的临床困境,创新性设计靶向血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)的嵌合抗原受体调节性T细胞(CAR-Treg)疗法。通过单细胞测序揭示AAA患者Treg细胞功能缺陷,构建特异性识别VCAM-1的CAR-Treg细胞,在动物模型中证实其可精准归巢至瘤体部位,显著抑制炎症浸润(CD3+细胞减少41%)、延缓主动脉扩张(直径缩小33%),为AAA提供首个靶向免疫治疗方案。

  

腹主动脉瘤(AAA)如同潜伏在血管系统的"定时炸弹",其病理特征表现为腹主动脉不可逆的扩张,一旦破裂死亡率高达80%。目前临床治疗主要依赖开放手术和腔内修复,但约40%患者因合并症无法耐受手术,而药物治疗进展数十年来几乎停滞不前。更棘手的是,AAA发病机制中持续的炎症反应会招募大量免疫细胞浸润血管壁,导致血管平滑肌细胞凋亡、弹性纤维断裂——这种恶性循环恰似"火上浇油",却缺乏精准的干预手段。

中国医科大学附属第一医院血管外科团队在《Communications Biology》发表的研究中,独辟蹊径地将抗癌领域明星技术CAR-T(嵌合抗原受体T细胞)改造应用于AAA治疗。研究人员通过分析8例AAA患者和6例健康对照的单细胞转录组数据,首次发现AAA患者调节性T细胞(Treg)存在"双缺陷"现象:数量减少50%的同时,关键免疫抑制因子IL-10和TGF-β分泌能力下降70%。这解释了为何AAA血管壁会成为CD4+T细胞和巨噬细胞的"炎症战场"。

研究团队创造性设计靶向VCAM-1(血管内皮和平滑肌激活标志物)的CAR-Treg细胞,犹如为"免疫警察"配备精准导航系统。通过7例患者样本验证显示,VCAM-1在AAA血管壁表达量激增3倍,且与MMP-9(基质金属蛋白酶)呈正相关。在Rag1-/-小鼠模型中,注射CAR-Treg细胞14天后,活体成像显示60%细胞精准定位于瘤体,而普通Treg仅20%到达目标。更令人振奋的是,治疗组主动脉直径较对照组缩小33%,弹性纤维断裂减少62%,凋亡平滑肌细胞下降45%,这些数据均达到统计学显著水平。

关键技术包括:1)从8例AAA手术标本和6例正常主动脉中获取42,287个细胞进行单细胞RNA测序;2)采用慢病毒载体转染构建VCAM-1特异性CAR-Treg;3)建立Rag1-/-小鼠弹性酶诱导AAA模型;4)DIR荧光标记结合小动物活体成像追踪细胞分布;5)多组学分析涵盖转录因子调控网络(FOXP3/STAT1/IRF1)、细胞通讯(IL16-SELPLG-MHCII通路)和蛋白表达谱。

Treg细胞通讯与转录因子动态特征

单细胞测序揭示AAA患者血液与组织中Treg比例较健康人降低50%,且丧失关键免疫抑制功能。细胞通讯分析显示其MHC-II和IL16通路异常激活,而转录因子FOXP3活性下降,EZH2(表观遗传调控因子)异常高表达,形成"功能耗竭"状态。

VCAM-1作为治疗靶点的验证

生物信息学分析发现VCAM-1与Treg浸润呈强负相关(r=-0.82)。免疫组化证实AAA患者血管壁VCAM-1表达量升高3.5倍,且与炎症程度正相关。动物实验显示VCAM-1主要定位于活化的平滑肌细胞而非内皮细胞。

CAR-Treg细胞的功能维持

体外实验证实转染CAR后Treg仍保持正常IL-10(152±18 pg/ml)和TGF-β(89±11 pg/ml)分泌能力,增殖曲线与野生型无差异。关键转录因子FOXP3表达量未受载体转染影响。

体内治疗效果评估

CAR-Treg治疗组较普通Treg组表现出三大优势:1)靶向效率提升3倍;2)炎症因子IL-17a降低58% vs 32%;3)血管重塑指标α-SMA升高2.1倍 vs 1.3倍。Western blot显示凋亡相关蛋白BAX和Caspase-3表达量分别下降67%和54%。

这项研究开创性地将CAR技术应用于血管疾病领域,其意义远超AAA治疗本身。首先,VCAM-1-CAR-Treg的设计思路为动脉粥样硬化、血管炎等炎症性血管病变提供新范式;其次,证实表观遗传调控因子EZH2可能是逆转Treg功能耗竭的新靶点;最后,建立的"单细胞图谱-靶点验证-精准治疗"研究框架,为其他器官纤维化疾病研究提供方法论参考。值得注意的是,该疗法在免疫缺陷小鼠模型中展现的安全性优势(未观察到细胞因子风暴),为其临床转化奠定基础,但长期疗效仍需在更接近人类免疫系统的ApoE-/-模型中验证。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号