近日，浙江大學醫學院/良渚實驗室錢鵬旭研究員、浙江大學醫學院附屬第一醫院/良渚實驗室黃河教授共同在國際期刊Cell Reports上發表題為“Class I HDAC inhibitors enhance antitumor efficacy and persistence of CAR-T cells by activation of the Wnt pathway”的研究論文。該論文研究結果表明，在CAR-T細胞中，特別是M344和chidamide，使用I類HDACi進行表觀遺傳干預，可以提高抗腫瘤功效，形成更好的記憶力和抗衰竭能力。
研究背景
嵌合抗原受體T（CAR-T）細胞由抗原結合單鏈可變片段（scFv）、鉸鏈/跨膜結構域、細胞內刺激結構域（如CD28和4-1BB）和CD3ζ組成，在血液系統惡性腫瘤的臨床治療中取得了顯著的成功。盡管如此，由于CAR-T細胞耗竭和功能障礙導致的治療后耐藥性和復發通常會導致令人沮喪的臨床結果。最近的研究表明，長壽命的記憶CAR-T細胞與CAR-T細胞治療后患者的持久性延長、腫瘤監測更強和生存率提高有關。然而，CAR-T細胞耗竭和記憶潛力的潛在機制在很大程度上仍然模糊不清。
CAR-T 細胞耗竭的特征是增殖和細胞毒性降低，抑制性受體表達上調，主要由慢性抗原的持續刺激或 CAR 自聚集的強直信號誘導。越來越多的證據表明，表觀遺傳作為一種先天機制調節CAR-T細胞功能障礙。表觀遺傳修飾包括染色質重塑、組蛋白乙酰化、DNA 甲基化和 RNA 修飾，它們參與決定細胞命運和影響 T 細胞功能的轉錄調控。通過基因編輯或藥物進行表觀遺傳干預，有效增強了CAR-T細胞對終末耗竭的抵抗力。在之前的研究中，科學家們剖析了染色質可及性和CAR-T細胞耗竭過程中涉及的關鍵轉錄因子的綜合動態單細胞景觀。因此，探索通過表觀遺傳重塑改善CAR-T細胞功能的新策略值得進一步研究。
組蛋白脫乙酰酶 （HDAC） 與組蛋白乙酰轉移酶 （HAT） 對抗組蛋白乙?；膭討B平衡，它們共同調節染色質可及性和下游基因轉錄。HDAC可以根據其在活性酶結構域中的進化保守性和相似性分為兩個主要亞群和五個不同的類別。細胞毒性 T 淋巴細胞 （CTL） 和腫瘤浸潤淋巴細胞 （TIL） 中的抗腫瘤活性增強可以通過抑制 HDAC 或增加組蛋白乙?；瘉韺崿F。HDAC抑制劑（HDACi）是一組小分子藥物，可特異性抑制HDAC對組蛋白的活性。微生物短鏈脂肪酸的代謝調節還通過激活mTOR（哺乳動物雷帕霉素靶標）信號通路抑制CD8 T細胞的HDAC活性和增強效應功能。然而，CAR-T細胞與HDACi的結合發揮協同抗腫瘤作用尚未明確。
研究結果
本研究，科學家們通過對染色質修飾藥物的高通量篩選，將I類組蛋白脫乙酰酶抑制劑 （HDACi）鑒定為CAR-T細胞功能的增強劑，其中M344和奇達酰胺（chidamide）增強了CAR-T細胞的記憶維持和對耗竭的抵抗力，從而在體外和體內誘導持續的抗腫瘤功效。從機制上講HDACi降低HDAC1表達并增強H3K27ac活性。來自RNA-seq、ATAC-seq和H3K27ac CUT&Tag-seq 的多組學分析表明，HDACi上調TCF4、LEF1和CTNNB1的表達，隨后激活經典的Wnt/β-catenin 通路。總之，研究結果闡明了I類HDACi在增強CAR-T細胞功能中的功能作用，為CAR-T細胞治療與HDACi治療的協同組合提供了基礎和治療靶點。
研究結論
該研究結果提供了令人信服的證據，證明HDACi，特別是M344和chidamide，通過表觀遺傳重塑和激活經典Wnt信號通路，在強直信號傳導和抗原暴露下，通過維持記憶表型和減少CAR-T細胞的耗竭。CAR-T細胞療法與HDACi維持療法的結合在實現更好的臨床療效方面具有廣闊的前景。未來，多組學技術的運用將為科學家們全面了解CAR-T細胞生物學功能的動態變化，探索新的治療靶點和干預策略提供創新視角。
