过表达GSNOR增强线粒体活性，从而增强 CAR-T 细胞干性和抗肿瘤功能！

CAR-T 细胞疗法是一种针对血液恶性肿瘤（如急性B细胞白血病和淋巴瘤）的有前景的治疗方法。然而，CAR-T 细胞治疗的长期缓解率并不理想，主要受限于 CAR-T 细胞在体内的扩展能力和记忆分化能力。

一氧化氮（NO）在 T 细胞激活和线粒体动态中扮演着多重角色，但其对 CAR-T 细胞持久性和抗肿瘤效力的影响尚不清楚。

2024年3月28日，中国医学科学院血液病医院冯晓明和姜尔烈团队在《Molecular Therapy》发表了一篇研究文章，在 T 细胞中过表达S-亚硝基谷胱甘肽还原酶（GSNOR），来对抗 NO 应激，从而持续增强 CAR-T 细胞的抗肿瘤疗效。

『 01 』

CAR-T 细胞的激活和 NO 产生

首先，他们发现，CAR-T 细胞激活后，通过 CD3z 信号域的连续信号，促进了过量 NO 的产生。这种过量的 NO 对 CAR-T 细胞的持久性和功能产生了负面影响。

CAR-T细胞激活诱导的TCR信号通过NO限制T细胞记忆属性

随后，通过突变 CD3z 信号域的第一个密码子，构建了靶向人CD22 的22CARdz，以抑制 CD3z 的表达和功能。结果发现，22CAR 细胞在 NALM-6 刺激后 NO 水平显著升高，而 22CARdz 细胞的NO水平相对较低。

通过流式检测，发现 22CAR 细胞在刺激后迅速转变为效应记忆和终末效应表型，而 22CARdz 细胞则保持了中央记忆和干细胞样记忆表型。

而使用 NOS 抑制剂 L-NAME 处理 CAR-T 细胞，能够显著增加中央记忆和干细胞样记忆细胞的比例，并提高 CD62L 蛋白水平。

持续抗原刺激诱导的 NO 损害 CAR-T 细胞线粒体健康

通过共聚焦显微镜成像，发现 K562-CD22 刺激的 CAR-T 细胞中线粒体质量增加，且 L-NAME 处理能够减少线粒体碎片化。L-NAME 处理还提高了线粒体膜电位，降低了线粒体 ROS 的产生，这有助于维持线粒体的活性。

『 02 』

GSNOR 过表达对 T 细胞干性和功能的促进作用

通过过表达 GSNOR，发现 T 细胞在 CD3/CD28 抗体刺激后，记忆细胞的比例增加，细胞扩增增强，且 T 细胞耗竭标志物 TIM-3 的表达降低。

GSNOR 过表达的 T 细胞在经历两轮重新刺激后的扩增显著增强，表明GSNOR过表达有助于提高T细胞的干性和功能。

GSNOR 过表达促进 T 细胞干性

此外，还发现，GSNOR 过表达的 CAR-T 细胞在肿瘤细胞刺激时，效应细胞因子 IFN-γ 的表达显著增加，且细胞因子 IL-2 的表达水平也有所提高。

RNA测序分析显示，GSNOR过表达的CAR-T细胞中与免疫效应反应正向调节相关的生物过程上调，而与终末效应T细胞属性相关的代谢过程下调。

GSNOR 共表达增强 CAR-T 细胞免疫反应和恢复活力

此外，GSNOR 过表达还改善了 CAR-T 细胞线粒体健康和代谢，在肿瘤细胞刺激后，氧消耗率和细胞外酸化率表现出改变，表明GSNOR过表达促进了线粒体的氧化磷酸化并抑制了糖酵解。

还发现 GSNOR 过表达的 CAR-T 细胞在肿瘤细胞挑战后的线粒体质量增加，且线粒体形态更为完整。

『 03 』

GSNOR 过表达在动物肿瘤模型中的疗效和持久性

接下来，通过在 NSG 小鼠中建立 B-ALL 模型，并输注 22CAR 或 22CAR-GSNOR 细胞，他们评估了 GSNOR 在 CAR-T 细胞中的过表达对体内抗白血病和实体肿瘤活性的影响。

22CAR-GSNOR 显示出改善的体内抗肿瘤效率和持久性

结果发现，22CAR-GSNOR 细胞在抑制疾病发展方面更有效，GSNOR 过表达还增加了外周血中 CAR-T 细胞的数量，并与肿瘤细胞负荷相关。

在长期肿瘤控制方面，22CAR-GSNOR 细胞治疗展现更好的生存率，并且在脾脏和骨髓中 CAR-T 细胞的丰度也显著增加。

RNA测序结果显示，在 22CAR-GSNOR 治疗中，具有记忆 T 细胞表型的细胞增加，而 T 细胞耗竭表型的细胞减少。此外，GSNOR 过表达显著阻止了实体肿瘤的生长，并增加了CAR-T细胞浸润肿瘤的频率。

综上所述，GSNOR过表达改善了CAR-T细胞的体内扩增和对白血病以及实体肿瘤的长期控制能力。

『 结语 』

这些研究结果表明，GSNOR的过表达不仅能够增强CAR-T细胞的抗肿瘤能力，还能够通过改善线粒体健康和增强T细胞干性来提高其持久性，为CAR-T细胞治疗提供了一种新的优化策略。