nature丨“返老还童”新突破：uPAR助力CAR-T提高抗衰老效果

【概要描述】senolytic uPAR-28z CAR T细胞的治疗作用可能会扩展到其他衰老相关疾病，如肺纤维化、动脉粥样硬化、糖尿病或骨关节炎。

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作者：源心再生
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发布时间：2023-03-01
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	细胞衰老的特征是使细胞周期停滞以及分泌相关因子调节组织微环境。在生理学上，细胞衰老作为一种肿瘤抑制机制，由SASP（senescence-associated secretory phenotype，衰老相关分泌表型）因子去招募免疫系统中的T细胞和NK细胞，促进清除衰老细胞，可防止癌变前细胞的扩张。但在病理学上，衰老细胞的异常积累会产生炎症环境，导致慢性组织损伤，并导致肝和肺的纤维化、动脉粥样硬化、糖尿病和骨关节炎等疾病。
	衰老相关分泌表型（SASP）：衰老相关分泌表型（SASP）是与衰老细胞相关的表型，其中这些细胞分泌高水平的炎性细胞因子，免疫调节剂，生长因子和蛋白酶。衰老细胞代谢显著增强，能分泌大量生长因子、细胞因子和蛋白酶等，统称为SASP因子。

	Memorial Sloan Kettering Cancer Center（斯隆凯特琳癌症中心）的Michel Sadelain组和Scott W Lowe组于2020年在《Nature》上发表了“Senolytic CAR T cells reverse senescence-associated pathologies”的研究论文，他们将uPAR鉴定为一种在衰老细胞表面广泛诱导的蛋白质，提出了CAR T细胞可以成为抗细胞衰老的有效治疗方法，成功验证了uPAR-28z CAR T细胞浸润含有衰老细胞的纤维化肝脏并有效消除衰老细胞，从而导致纤维化的消退并改善肝功能。

	Michel Sadelain, MD, PhD	Scott W. Lowe, PhD
	Stephen and Barbara Friedman Chair; Director, Center for Cell Engineering	Chair, Cancer Biology &Genetics Program, SKI; Chair, Geoffrey Beene Cancer Research Center; Investigator, Howard Hughes Medical Institute

	01.发现Plaur基因研究者首先在3个小鼠衰老模型中鉴定出uPAR与胞外基质重塑和凝血级联反应相关，同时发现在C57BL/6J小鼠的支气管上皮组织和单核细胞、巨噬细胞和中性粒细胞中均表达uPAR，经过分析确定了编码uPAR的Plaur基因与细胞衰老显著相关。

	02.确定Plaur编码的uPAR是衰老细胞的标志物 uPAR是尿激酶型纤溶酶原激活物（uPA）的受体，它在纤维蛋白溶解、伤口愈合或肿瘤发生过程中促进细胞外基质的降解。uPAR还作为信号受体发挥作用，促进肿瘤细胞的运动、侵袭和存活。一部分uPAR在配体结合后被蛋白水解切割，生成可溶性uPAR（suPAR）。Michel Sadelain和Scott W Lowe团队利用细胞和动物模型验证uPAR是细胞衰老的标志物。在两种体外模型（KRAS-G12D;p53-/-和Human Melanocytes）中都表现出小鼠肺细胞的表面有uPAR表达和细胞上清液中有suPAR。非小细胞肺癌（NSCLC)患者来源细胞的异种移植（PDX)到小鼠的模型(肺，图1.c)，两种不同的致癌基因诱导衰老模型（NRAS-G12V(肝，S图2.e)和KRAS-G12D(胰腺，S图2.f-g)），及四氯化碳（CCl4)诱导的肝纤维化小鼠模型（肝，图 1e)，经过诱导衰老，都发现相应的组织均出现uPAR的阳性细胞显著增加。

	肺，图1.c	肝，S图2.e

	胰腺，S图2.f-g	肝，图1.e
	体内和体外的实验结果表明衰老诱导处理增加了细胞uPAR和SA-β-Gal的阳性表达，此外，suPAR水平也升高。除了实验模型外，团队还对患者的病理切片样本进行免疫组化染色（S图3.a-d），染色结果和实验模型一致。由此，研究人员认为uPAR是senolytic CAR T细胞的候选靶标。


	S图3.a-d

	03.构建了uPAR-28z CAR T细胞（靶向uPAR），通过实验验证治疗效果
	在WT NALM6和m.uPAR+ NALM6细胞上验证了m.uPAR-h.28z CAR T细胞（结构如上）可以选择性且有效地靶向衰老细胞。在NOD-Scid-gamma （NSG）小鼠注射NRAS-G12V-GFP-荧光素酶的质粒，转染小鼠肝脏细胞（S图4.f）。利用m.uPAR-h.28z CAR T cells治疗后检测生物发光信号（图2c）和小鼠肝脏进行分析（图2d-e），免疫组化结果显示：与对照组相比，m.uPAR-h.28z CAR T细胞处理小鼠的肝脏 NRAS（p=5.62×10⁻⁶）和SA-β-Gal阳性细胞（p=1.96×10⁻⁶）数量显著减少。因此，体内验证结果显示uPAR-28z CAR T细胞可以在体内清除衰老细胞。

	S图4.f	图2c

	图2d-e为NRAS和SA-β-Gal阳性细胞免疫组化结果
	研究者还测试了靶向uPAR的CAR T细胞是否能有效对抗非酒精性脂肪性肝炎（NASH）诱导的肝纤维化。用NASH模型小鼠（S图10.a-b）的肝组织进行免疫组化染色，结果表明衰老细胞普遍存在肝纤维化区域（图4.a），注射0.5×10⁶ m.uPAR-m.28z CAR T细胞治疗NASH小鼠，能有效消除衰老细胞，减少纤维化并改善肝功能，暂未发现有细胞毒性（图4c-d）。因此，Senolytic CAR T细胞可治疗NASH诱导的肝纤维化。

	S图10.a-b

	图4.a	图4.b

	图4.c-d
	研究人员进一步评估uPAR CAR T细胞在免疫活性环境中的对衰老细胞清除能力，他们用完全鼠化的CAR转导了源自C57BL/6小鼠的T细胞。

	m.uPAR-m.28z CAR T细胞（结构如上）在 WT Eμ-ALL01和 m.uPAR+ Eμ-ALL01细胞上显示出与m.uPAR-h.28z相似结果。通过KRAS-G12D模型小鼠，先用CD4/6 + MEK抑制剂，再注射CAT T细胞进行联合治疗（S图5.a）。m.uPAR-m.28z CAR T细胞治疗可显著延长存活时间，未发现毒性迹象。CD4+和 CD8+ T细胞的浸润增强肺组织（S图5.e），且衰老肿瘤细胞显著减少（S图5.f）。因此，Senolytic CAR T细胞能靶向KRAS-G12D突变的肺癌模型中的衰老细胞。

	S图5.a

	S图5.e

	S图5.f

	04.总结 Michel Sadelain和Scott W Lowe团队观察到高剂量的抗衰老CAR-T细胞的确会引起细胞因子释放综合征，但降低剂量既能避免此问题，又能保留了治疗能力。与肿瘤细胞不同，衰老细胞不会分裂或产生免疫抑制微环境，可能对治疗有效的CAR T细胞的发展造成较小的障碍。senolytic uPAR-28z CAR T细胞的治疗作用可能会扩展到其他衰老相关疾病，如肺纤维化、动脉粥样硬化、糖尿病或骨关节炎。因此，senolytic CAR T细胞具有广泛的治疗潜力。

	解读文献来源 C. Amor, J. Feucht, J. Leibold, Y. J. Ho, C. Zhu, D. Alonso-Curbelo, J. Mansilla-Soto, J. A. Boyer, X. Li, T. Giavridis, A. Kulick, S. Houlihan, E. Peerschke, S. L. Friedman, V. Ponomarev, A. Piersigilli, M. Sadelain, S. W. Lowe,Senolytic CAR T cells reverse senescence-associated pathologies. Nature 583, 127–132 (2020).PMID:32555459 原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2403-9（除注明外，本文图片均来源于此文献）
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