抑制体外共培养中T细胞分化来扩增抗原特异性Tscm细胞

The implantation and long-term existence of tumor-specific T cells in host are the prerequisite for adaptive immunotherapy. T memory stem cells (Tscm) with self-renewal and differentiation capacity show the greatest potential to implant and long-term exhibit function in vivo, compared with other T cells of differentiation stages. Preparation of antigen-specific Tscm cells is crucial for T-cell adaptive immunotherapy. Our previous studies on alloreactive T cells responsible for allogenic graft rejection demonstrate that the recognition mechanisms of alloreactive T cells are the same as those of normal antigen-reactive T cells, both possess the similar antigen specificity and cross-reactivity. Furthermore, alloreactive T cells with high-avidity are able to overcome self-tolerance. We set up an in vitro coculture system to generate antigen-specific alloreactive T cells. This proposal aims to expand antigen-specific Tscm cells in the coculture using stategy of suppression of T-cell differentiation, and observe the characteristic behavior and anti-tumor effects of the expanded Tscm cells using in vitro and in vivo animal experiments. This study may provide theoretical and experimental basis for exploiting high-avidity, antigen-specific Tscm cells of an allogeic repertoire to overcome pathological self-tolerance.

肿瘤特异性T细胞在宿主中植入和长期存在是其过继治疗取得效果的先决条件。在各分化阶段的T细胞中，植入和长期发挥效应最强的是具有自我更新和分化能力的T记忆性干细胞(Tscm)，因此，制备抗原特异性Tscm细胞是T细胞过继治疗的关键。我们长期研究导致同种异体移植排斥反应的同种反应性T细胞，结果显示了同种反应性T细胞与一般抗原反应性T细胞的识别机制一样、抗原特异性的程度相同，而且同种反应性T细胞具有高亲和力和能够克服自身耐受的特点，并建立了制备抗原特异性同种反应性T细胞的体外共培养技术。本项目拟采用抑制T细胞分化的策略，扩增上述体外培养中的抗原特异性Tscm，通过优化实验条件解决其中促进Tscm自我更新与增殖抑制之间的矛盾，并用体外和动物体内实验证实其干细胞和记忆性T细胞的行为特性，抗肿瘤效应更强。为利用同种异体移植排斥反应的发生原理克服自身耐受提供理论和实验基础。

T记忆性干细胞(T memory stem cells, Tscm)同时具有干细胞和记忆性T细胞特征，在宿主体内有良好的植入性并且持续发挥T细胞应答效应，制备抗原特异性Tscm细胞技术在T细胞过继免疫治疗中具有潜在的应用前景。本项目的研究目标是以制备同种抗原特异性T细胞的体外共培养技术为基础，采用抑制T细胞分化的策略，建立扩增同种抗原特异性Tscm细胞的体外共培养技术，并且通过体内外实验证实扩增了Tscm细胞具有干细胞和记忆性T细胞的行为特征。本研究的主要结果有：（1）建立体外共培养技术扩增同种抗原特异性Tscm细胞；在制备同种抗原特异性T细胞的体外共培养技术基础上，通过抑制分化、增殖分选和细胞因子扩增，制备出同种抗原特异性Tscm细胞。（2）制备的Tscm细胞在体外实验中显示干细胞和记忆性T细胞特征。干细胞特征表现为自我更新和分化潜能，记忆性T细胞特征表现为：在相同的同种抗原再次刺激时，Tscm细胞迅速增殖分化为效应性T细胞，介导细胞因子产生和细胞毒效应。（3）制备的Tscm细胞在小鼠体内具有良好植入性和高效清除靶细胞的能力。Tscm细胞在小鼠体内能够长期存活；在相同的同种抗原再次刺激时，Tscm细胞能够分化为效应性T细胞，发挥T细胞应答从而清除同种抗原特异性靶细胞。本研究表明抑制体外共培养中T细胞分化能够扩增出抗原特异性Tscm细胞，由于过继的Tscm在宿主中植入性强并长期发挥效应，制备抗原特异性Tscm细胞在T细胞抗肿瘤、抗慢性病毒感染的过继免疫治疗中具有潜在应用价值。