用于原发性肝癌治疗的嵌合抗原受体T细胞在动物模型上的研究

It has been proven that adoptive immunotherapy of chimerical antigen receptor (CAR)-engineered T lymphocytes was an effective approach of tumor treatment. Glypican-3 (GPC3) was considered to be an ideal biomarker of hepatocellular carcinoma(HCC). Thus it is an interesting concept to use GPC3-targeted CAR-T cells for HCC immunotherapy. Previously we identified the antibody-like molecule of GPC3-specific single-chain-fragment variable (scFv). With the recognized moiety, CAR-T cells were prepared by lentiviral transduction and expanded in vitro. Functionally these CAR-T cells were demonstrated to cytolysis tumor cells in the way of GPC3-dependent and shrink tumor growth in immune-deficient mice. In this application we proposal to study two immunotherapeutic features of GPC3-specific CAR-T cells using HCC mouse models. They are 1) the efficiency of shrinking tumor growth by CAR-T cells in the setting of immune suppressive tumor microenvironment; 2) the safety issue of CAR-T cells: whether the inducible suicide gene can effectively remove the transferred CAR-T cells in vivo. The outcomes of the application will provide strong supports for GPC3-specific CAR-T cells' appliance on HCC immunotherapy.

原发性肝癌（HCC)是常见的恶性肿瘤。磷脂酰肌醇蛋白聚糖3（GPC3）是原发性肝癌特异的标志分子。嵌合抗原受体T细胞（CAR-T细胞）已被证明是有效的抗肿瘤治疗手段。迄今尚未有用CAR-T细胞治疗肝癌的报道。我们的前期工作利用识别GPC3的人源单链抗体制备了CAR-T细胞，并证明此CAR-T细胞可体外抗原特异性地杀伤肿瘤细胞，并在免疫缺陷荷瘤小鼠体内抑制肿瘤的生长。本研究将进一步在免疫功能正常小鼠建立肝癌动物模型，针对肝癌实体瘤中存在抑制抗肿瘤免疫反应的肿瘤微环境，及CAR-T细胞临床治疗所出现的安全隐患，注射识别GPC3的鼠CAR-T细胞以验证（1）CAR-T细胞能够克服肿瘤的免疫抑制从而抑制肿瘤生长（有效性）；（2）CAR-T细胞能否被诱导凋亡从而体内清除(安全性)。本研究的结果将提供动物模型层次上的实验依据，并为最终实现临床上CAR-T细胞治疗肝癌这一目标打下基础。

本课题的研究目的是， 利用动物模型，研究GPC3特异的CAR-T细胞对肝癌肿瘤细胞的有效性杀伤和体内安全性的评估。我们的前期工作包括利用筛选人源抗体文库，鉴定出识别人和鼠GPC3的单链抗体。在此基础上，本研究进一步研究，以此单链抗体制备的GPC3特异的CAR-T细胞，对肿瘤细胞进行有效的杀伤，及安全性评估。按照研究计划的设计，采用以下步骤，我们的研究结果表明，成功地制备出hepa1-6肿瘤细胞系与鼠胎肝前体细胞为基础的肝癌动物模型，为体内研究CAR-T细胞对肿瘤细胞的杀伤和安全性研究提供了基础；成功地制备荧光蛋白修饰的，对GPC3-特异识别的CAR-T细胞，为体内研究CAR-T细胞对肿瘤细胞的杀伤和安全性研究提供了基础；利用hepa1-6肿瘤细胞系建立的肝癌模型，我们的实验证明了GPC3-CAR-T细胞可体内特异识别肿瘤细胞，并进行肿瘤的有效杀伤；利用鼠胎肝前体细胞制备的肝癌原位动物模型，我们的实验证明了CAR-T细胞可体内杀伤肿瘤细胞，并进行了初步的机理研究。