新型疾病治疗方法-CAR-M-CAR先导抗体分子发现服务专题-泰克生物—酵母与噬菌体展示CRO，纳米抗体与抗体药物开发专家

新型疾病治疗方法-CAR-M

嵌合抗原受体（CAR）T细胞免疫疗法在临床癌症治疗中已取得显著成效，为将CAR策略应用于其他临床场景带来了希望。Cao等[1]人开发了一种能识别主要炎症分子肿瘤坏死因子（TNF）并激活细胞内IL-4信号通路的CAR巨噬细胞（CAR-M），从而将工程化的巨噬细胞编程为抗炎功能型细胞。CAR-M治疗在急性和慢性炎症疾病的小鼠模型中均显示出疗效。在肾缺血再灌注损伤（IRI）中，输注的CAR-M在发炎的肾脏中转变为抗炎表型，并减轻了肾IRI。输注的CAR-M的抗炎表型在肾IRI的恢复阶段消失，与TNF的消失相吻合。在阿霉素诱导的肾病（慢性炎症疾病模型）中，输注的CAR-M在持续高水平的TNF作用下维持了抗炎表型，并改善了肾脏的功能和结构。CAR-M还有效地减轻了另一个器官——肝脏的组织损伤。人类抗TNF型嵌合抗原受体（CAR）能够表现出抗炎的表型和功能，并对TNF发挥作用。这种利用信号转换设计的CAR-M技术有望用于治疗多种急性及慢性炎症性疾病。

嵌合抗原受体巨噬细胞（CAR-Ms）作用原理

该研究设计的嵌合抗原受体结构将抗肿瘤坏死因子（TNF）的单链可变片段（scFv）作为胞外结构域，与IL-4Rα的胞内结构域相结合。该设计能够捕获TNF并将其信号转换为IL-4信号，从而在巨噬细胞中促进抗炎反应。在捕获TNF时，CAR-Ms表现出类似M2型巨噬细胞的表型，包括p-STAT6表达升高以及M2标志物（CD206、Arginase 1)）增加。在体内实验中，CAR-Ms能够减轻急性及慢性肾炎（肾缺血再灌注损伤和抗核抗体模型）的炎症和损伤，显示出显著的治疗潜力。CAR-Ms仅在炎症部位转变为M2型表型，一旦炎症消退则恢复原状，确保了靶向且及时的抗炎反应。CAR-Ms还能保护肝脏免受缺血再灌注损伤，表明其在多个器官的炎症性疾病中具有潜在应用价值。

图1 嵌合抗原受体巨噬细胞（CAR-Ms）作为炎症性疾病免疫疗法

CAR-Ms减轻肾脏缺血再灌注损伤

该研究使用急性肾损伤模型（即肾缺血再灌注损伤，简称IRI）来测试CAR-M的保护作用。在肾IRI发生6小时后，对小鼠分别给予CD45.1+UTD-Ms、CARΔ-Ms、CAR-Ms或M2进行处理（图2a）。在肾IRI后48小时接受CAR-M处理的小鼠显示肾小管损伤减轻、血清肌酐水平降低、中性粒细胞浸润减少以及肾脏中炎症细胞因子/趋化因子表达降低，这表明由炎症细胞因子TNF诱导的CAR-M能够有效治疗肾IRI（图2b-g）。

图2 CAR-M在急性肾损伤模型中的保护作用评估

CAR-Ms保护肝脏免受缺血再灌注损伤

该研究评估了CAR-Ms在肝脏缺血再灌注损伤（IRI）中的作用（图3a）。与接受UTD-Ms或CARΔ-Ms治疗的小鼠相比，接受CAR-M或M2治疗的小鼠肝脏损伤明显减轻，表现为肝细胞坏死区域显著减少，以及血清中丙氨酸氨基转移酶和天冬氨酸氨基转移酶的水平降低（图3b-d）。此外，CAR-Ms和M2治疗显著减少了肝脏中的中性粒细胞浸润以及促炎性细胞因子/趋化因子的产生，包括TNF、IL-1β、IL-6、CXCL1和CXCL2（图3e,f）。然而，在患有肝脏IRI的小鼠中，CAR-Ms对肝细胞坏死、肝功能和中性粒细胞浸润的保护作用比M2更强。免疫荧光共染色显示，在肝脏切片中，大多数CD45.1+CAR-Ms在肝脏IRI后48小时同时表达M2标记物CD206，而UTD-M和CARΔ-Ms则不表达（图3g）。

图3 CAR-M在急性肝损伤模型中的保护作用评估

人类嵌合抗原受体细胞的生成与特性研究

为了确定CAR-Ms的转位潜力，该研究构建了一种包含抗人类TNF单链抗体（scFv）作为细胞外域、以及人类IL-4Rα的细胞内域的人类抗TNF CAR（图4a）。通过慢病毒转导，人类巨噬细胞能够高效表达这种CAR（图4b、c）。TNF刺激特异性地诱导了IL-4下游信号通路，这表现为CAR-Ms中p-STAT6和p-AKT的表达增加，而在CARΔ-Ms中则仅触发TNF下游信号通路（图4d、e）。CAR-M.TNF显示出M2标志物的显著上调，包括CD206和CD200R（图4f、g）。然而，CARΔ-Ms接受TNF刺激会导致M1相关标志物（CD80和CD86）的上调。与IL-4刺激相比，TNF更倾向于激活p-JAK3（IL-2Rγc链），但不会激活p-TYK2（IL-13Rα1链），在CAR-M细胞上呈现这种现象，表明TNF主要通过CAR在人类巨噬细胞上激活1型IL-4受体复合物（图4d、e）。CAR-M细胞对TNF或IL-4的反应产生了等量的IL-10（图4h），这表明它们具有抗炎能力。与CAR-M细胞相比，CAR-M.TNF在体外显著抑制T细胞增殖（图4i）。与CAR-M细胞相比，CAR-M.TNF在清除死亡细胞方面表现更优，这表明其伤口愈合能力得到了增强（图4j）。这些发现表明，抗TNF的CAR能够将人类巨噬细胞的反应从内源性TNF信号转导转向免疫抑制和组织修复途径。

图4 人类嵌合抗原受体细胞的生成与特性研究

该研究开发的CAR巨噬细胞（CAR-Ms），其设计旨在对炎症细胞因子作出反应，用于治疗各种器官的炎症性疾病。与传统CAR通过增强免疫细胞功能来增强免疫力不同，这种类型的CAR的独特之处在于将免疫效应反应转化为免疫抑制反应。当受到受损组织内炎症细胞因子的触发时，CAR-Ms会诱导抗炎和伤口愈合反应，有效地消除炎症并减少组织损伤，对于炎症疾病以及其他免疫过度疾病的治疗提供了新思路。

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参考文献

[1] Cao, Q., Wang, Y., Chen, J. et al. Targeting inflammation with chimeric antigen receptor macrophages using a signal switch. Nat. Biomed. Eng (2025).

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