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J. Am. Chem. Soc. | 活细胞中特异性定量肿瘤细胞与免疫细胞相互作用新策略

推荐一篇发表在JACS上的论文,题目为“Bioorthogonal Quinone Methide Decaging Enables Live-Cell Quantification of Tumor-Specific Immune Interactions”,通讯作者是来自北京大学的陈鹏教授和樊新元教授。这项工作开发了一种光催化活细胞相互作用标记的策略(CAT-Cell),能够高敏感和选择性地检测肿瘤细胞和免疫细胞之间的相互作用。


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细胞间直接相互作用对于多种细胞活动至关重要,其中抗肿瘤细胞免疫依赖于肿瘤细胞与免疫细胞之间的特定相互作用,因此研究这些多样化的细胞-细胞相互作用对于表征免疫应答和指导免疫治疗应用至关重要。目前已经发展了基于活细胞的细胞间的标记方法,用于研究其原始环境中的细胞-细胞相互作用,其中多数是研究抗原递呈细胞和T细胞之间的相互作用,然而直接表征T细胞和肿瘤细胞的相互作用更加困难,主要是由于它们的动态特性、复杂的细胞间通信和逃避机制。
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因此,作者提出了一种基于生物正交光催化细胞相互作用标记策略,命名为CAT-Cell,用于检测和量化肿瘤细胞和T细胞间的相互作用。在这项策略中,诱饵细胞携带铱光催化剂,在可见光照射下产生活性醌甲基化物 (QM)中间体,它是高度活性的迈克尔受体,能够迅速靶向各种亲核分子,从而标记位于近距离的相互作用细胞。
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接下来,作者对这项策略进行了概念验证,评估其检测细胞间相互作用的能力。两组HEK293T细胞分别转染了CD40和CD40L。CD40L+细胞表面功能化了光催化剂,形成诱饵细胞。将CD40+细胞与诱饵细胞共培养,加入探针和NADH并进行蓝光照射后,发现CD40+细胞上有显著的生物素信号。相比之下,使用CD45+细胞作为负对照时,仅观察到微弱的标记,确认了CAT-Cell的标记特异性。
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接下来,作者将该策略应用于表征和定量分析TCR-pMHC介导的肿瘤-T细胞相互作用。作者使用一对已知的TCR-pMHC来量化肿瘤细胞和T细胞的相互作用强度。其具体过程是将抗原肽刺激有对应MHC的K562肿瘤细胞,K562细胞表面同时功能化了光催化剂,抗原肽被递呈到肿瘤细胞表面,就会被表达有相应TCR的T细胞特异性识别,从而使肿瘤细胞和T细胞发生相互作用,加入探针并蓝光照射从而生物素化肿瘤细胞的相互作用的T细胞。T细胞被激活后,会触发报告基因表达GFP,因此可以从生物素化水平和GFP水平来评估相互作用强度。
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同时,作者也评估了该策略在原代组织样本中识别肿瘤-T细胞相互作用的可行性。作者检测了模型抗原卵白蛋白(OVA)免疫的MC38小鼠结肠癌细胞与OT-I转基因小鼠脾细胞CD8+T细胞的相互作用。将脾细胞与预先用NHS-[Ir]处理并与不同抗原肽处理的MC38细胞共培养,随后在OF1探针的存在下使用蓝光LED光照射,发现OVA抗原肽处理后,T细胞激活marker和生物素化信号都明显增加。然后作者把肿瘤细胞的β-2微球蛋白(B2M)敲除,它是MHC-I复合体抗原提呈功能的重要组成部分,因此导致抗原递呈缺失。然后再经历相同条件刺激,发现激活marker和生物素化信号都显著降低。
总之,作者提出的策略为直接解码和量化肿瘤- T细胞相互作用提供了强有力工具。
本文作者:ZJ
责任编辑:WYQ
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.4c02052
文章引用:10.1021/jacs.4c02052


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