作者:张梦然 来源:科技日报 发布时间:2025/10/24 9:47:33
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新平台能同时修改T细胞中多个基因

 

最新一期《自然·生物技术》发表一项由美国Arc研究所、格莱斯顿研究所和加州大学旧金山分校科学家合作完成的重要成果:他们将基因工程与表观遗传工程结合,研发出一种新型表观遗传编辑平台,能同时修改人类T细胞中多个基因,实现了对T细胞的高效、安全多基因调控,为突破下一代细胞疗法瓶颈提供了解决方案。

该图展示了两种方法修饰的原代T细胞。CAR受体通过靶向DNA插入(上图)引入,而CRISPRoff mRNA和引导RNA则通过表观遗传修饰沉默其他基因(下图)。这种方法可以增强CAR-T细胞的功能,而无需在多个位点切割DNA的毒性。图片来源:《自然·生物技术》

当前,以CAR-T为代表的T细胞疗法已在血癌治疗中展现出显著疗效。这类疗法通过改造患者自身的免疫细胞,使其精准识别并摧毁癌细胞。然而,面对实体瘤时,这类疗法往往难以奏效。原因在于实体瘤微环境恶劣,会持续刺激T细胞,导致其功能衰竭,最终失去战斗力。


为应对这一挑战,研究人员试图利用CRISPR等基因编辑技术,构建功能更强的“装甲”T细胞,但传统方法在同时编辑多个基因时,常因DNA双链断裂引发细胞毒性,导致大量T细胞死亡,严重限制了可扩展性和临床应用。

此次开发的新平台基于CRISPRoff和CRISPRon技术,巧妙避开了这一难题。与传统基因编辑不同,这两种工具不切割DNA,而是通过表观遗传修饰,在基因启动子区域添加或去除甲基化标记,从而可逆地关闭或激活目标基因。这种方式既避免了基因组损伤,又能实现稳定的基因表达调控。

实验表明,该平台可同时修饰多达5个基因,且T细胞存活率显著高于传统方法。研究人员介绍说:“只需短暂引入表观遗传编辑器,T细胞就能‘记住’这些指令。即使经过多次分裂和反复免疫刺激,基因沉默效果依然稳定维持。”他们利用这一平台构建了增强型CAR-T细胞,一方面通过基因工程插入靶向癌细胞的受体,另一方面使用CRISPRoff沉默RASA2基因(一种抑制T细胞活性的“分子制动器”)。

在实验室中,这些经过双重改造的T细胞展现出更强的持久性和抗肿瘤能力,在多次攻击癌细胞后仍未衰竭;而未沉默RASA2基因的标准CAR-T细胞则迅速失去功能。在小鼠白血病模型中,增强型CAR-T细胞显著提升了肿瘤控制效果和动物生存率。这种方法不仅提升了T细胞的功能,还具备系统性重编程的潜力,有望以可扩展的方式生产更高效的治疗产品。

目前,研究人员正积极规划后续的人体试验,相信这项技术将推动下一代CAR-T疗法的发展,特别是在攻克实体瘤方面,将为更多患者带来希望。

 
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