CAR-M可被用于降解致病性β-淀粉樣蛋白斑塊

嵌合抗原受體在阿爾茲海默癥治療中的應用

嵌合抗原受體 T 細胞療法(Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy，CAR-T)是一種免疫療法，在治療某些類型的癌癥方面表現出顯著的效果。通過重新設計T細胞上的表面蛋白，CAR-T 療法使這些免疫細胞能夠對腫瘤有吞噬作用。在某些情況下，這種創新療法已被證明比晚期癌癥的常規療法更有效，并且已獲得美國食品藥品管理局  (FDA)  批準用于治療白血病、淋巴瘤和骨髓瘤。

最近，一些研究將靶向癌細胞的 CAR 基因在巨噬細胞  (CAR Macrophage , CAR-M)  中表達，用于增加其吞噬和殺滅腫瘤的能力。這類被改造的 CAR-M 在實體瘤的歸巢和浸潤方面已顯示出優于 CAR-T 的優勢。JCI Insights發表的一項新研究探討了 CAR-M 療法在一些患病率不斷上升且仍然難以治療的疾病 (如阿爾茨海默病) 中的潛在應用。

β-淀粉樣蛋白的積累是阿爾茨海默病進展的關鍵催化劑。最初形成不溶性β-折疊，然后進一步聚集成淀粉樣蛋白原纖維和斑塊。這些斑塊激活神經毒性級聯，導致tau過度磷酸化并聚集成神經纖維纏結 (NFT) ，從而導致神經毒性和神經退化。圣路易斯華盛頓大學的研究人員表明，CAR-M技術可被用于降解致病性β-淀粉樣蛋白斑塊。

CAR-M 在培養物中結合并吸收β-淀粉樣蛋白

為了靶向致病性β-淀粉樣蛋白原纖維和斑塊，研究人員首先使用 FDA 批準的用于治療阿爾茨海默病的藥物Aducanumab（靶向Aβ的抗體藥，中文名為阿杜卡奴抗體），以scFv  (單鏈可變區片段) 形式設計了獨特的 CAR-M 構建體 (稱為β-淀粉樣蛋白 CAR-M) 。在巨噬細胞中逆轉錄病毒表達β-淀粉樣蛋白 CAR 構建體后，通過流式細胞術分析細胞對 Alexa Fluor 488 標記的StressMarq 的人源合成β-淀粉樣蛋白 1-42 肽 (目錄號 SPR-485 ) 的攝取情況，從而評估 CAR 功能。此階段觀察到的結果令人鼓舞：β-淀粉樣蛋白 CAR-M顯示出結合和重新吸收培養物中的單體β-淀粉樣蛋白肽的能力， 而對應的 CAR-M 對照 (靶向 EphA2 受體) 則沒有顯示出這樣的能力。

通過使用共聚焦顯微鏡監測β-淀粉樣蛋白CAR-M對神經毒性蛋白的吞噬作用，進一步證實了β-淀粉樣蛋白的吸收。LAMP-1 共定位進一步表明β-淀粉樣蛋白被降解并運輸到β-淀粉樣蛋白CAR-M中的溶酶體區室。

此外，β-淀粉樣蛋白 CAR-M 能夠吸收單體、寡聚體和纖維狀β-淀粉樣蛋白。這是通過測量細胞對 StressMarq 的單體β-淀粉樣蛋白 1-42 肽  (目錄號 SPR-485 ) 、β-淀粉樣蛋白 1-42 寡聚體  (目錄號 SPR-488 )  和β-淀粉樣蛋白焦谷氨酸 3-42 前體原纖維  (目錄號 SPR-492 )  的吸收得出的結論。

除了識別β-淀粉樣蛋白相關抗原呈遞外，理想的CAR結構還應包含細胞內胞質結構域，這對于細胞信號傳導功能必-不-可少。β-淀粉樣蛋白CAR-M含有Fc受體 ( FcRγ ) 的吞噬共同γ鏈。對這些β-淀粉樣蛋白CAR-M調節的下游分子的檢查證實，CAR結構通過上調CD40和CD86等共刺激分子來實現其功能。

CAR-M可在體外減少 β 淀粉樣蛋白斑塊負荷

接下來，研究人員在阿爾茨海默病的 APP/PS1 小鼠模型中評估了 CAR-T 療法的體外效果。該模型通常用于研究阿爾茨海默病病理，并且可產生大量β-淀粉樣蛋白，在腦切片中很容易識別。在 APP/PS1 小鼠模型的腦切片上孵育淀粉樣蛋白β CAR-M 能夠顯著減少斑塊負擔。

第一代 CAR-M 的一個局限性是，當將細胞注射到 APP/PS1 小鼠模型的海馬內時，細胞的持久性有限。事實上，CAR 免疫療法有限的持久性對患者治療構成了挑戰，并且是造成 T 細胞衰竭的主要原因。

表達 M-CSF 的β-淀粉樣蛋白CAR-M 可減少海馬體內斑塊負荷

隨后，研究人員致力于改進第一代 β-淀粉樣蛋白CAR- M，并提供一種更有效的替代方案，增強體內穩定性。由于 β-淀粉樣蛋白CAR-M 需要外源性細胞因子才能存活，因此開發了第二代細胞，該細胞分泌巨噬細胞集落刺激因子  (M-CSF) ——種促進巨噬細胞成熟的細胞因子。此外，在引入第二代 β-淀粉樣蛋白CAR-M 之前，老年 APP/PS1 小鼠海馬中的內源性小膠質細胞通過使用預處理治療而減少。

盡管小膠質細胞在阿爾茨海默病中具有神經保護作用，但它們也能夠誘導慢性炎癥反應，從而導致神經毒性和神經元損傷的惡性循環。為了降低內源性小膠質細胞水平，聯合使用低劑量化療藥物白消安與 CSF-1 抑制劑 PLX5622作為預處理治療。之后這種預處理治療與第二代β-淀粉樣蛋白CAR-Ms 相結合，得到了很好的效果。神經元細胞表現出更好的存活結果，同時體內β-淀粉樣蛋白斑塊負荷顯著減少。

在 CAR-M 開發中使用的StressMarq產品

CAR-T 細胞免疫療法已被證明在白血病和淋巴瘤病例中非常成功，緩解率高達 93% 2。而Kim等人的研究成功評估了 CAR-M 療法是否對治療阿爾茨海默病有效。由于這種神經退行性疾病在老齡化人口中越來越普遍，科學家們正在不斷尋找新的和有前景的治療途徑。StressMarq 的單體β-淀粉樣蛋白1-42 肽 (目錄號 SPR-485 ) 、β-淀粉樣蛋白1-42 寡聚體 (目錄號 SPR-488 ) 和β-淀粉樣蛋白焦谷氨酸 3-42 前體原纖維 (目錄號 SPR-492 ) 使研究人員能夠通過基因編輯的β-淀粉樣蛋白CAR-M 檢測其對β-淀粉樣蛋白的吞噬作用，然后將其精進為更有效的第二代迭代。

人源合成β-淀粉樣蛋白1-42 單體 (目錄號 SPR-485 ，左) 、低聚物 (目錄號 SPR-488 ，中) 和前體原纖維 (目錄號 SPR-487 ，右) 的 TEM。使用磷鎢酸和醋酸鈾酰染色，在碳涂層 400 目銅網上以 80 Kv采集圖像。比例尺 = 100 nm。

總結

阿爾茨海默病發病機制中最早出現的病理現象之一是β-淀粉樣蛋白聚集形成原纖維，并沉積在淀粉樣斑塊中。Kim等人發現 CAR-M細胞療法具有減少β-淀粉樣蛋白積累的能力，這可能對于防止阿爾茨海默病早期階段后的疾病進展至關重要。本研究中提供的數據支持 CAR細胞免疫療法在癌癥治療之外的應用，為對抗神經退行性疾病的新方法打開了大門。

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參考文獻

1. Chimeric antigen receptor macrophages target and resorb amyloid plaques. Kim, A.B. et al. JCI Insight. 2024.

2. Chimeric antigen receptor T-cell therapy clinical results in pediatric and young adult B-ALL. DiNofia, A.M. & Maude, S.L. Hemasphere. 2019.

StressMarq 近10年來一直致力于開發多種不同形式的神經退行性疾病相關蛋白的產品，包括 α-突觸核蛋白、β-突觸核蛋白、γ-突觸核蛋白、Tau、淀粉樣β蛋白、SOD1 和 TTR的預制原纖維（PFFs）、寡聚體和單體形式的蛋白制劑。StressMarq的目標是成為開發和提供具有-病理活性的蛋白聚集體的全球領-導者，幫助科學家構建疾病模型，并加速神經退行性疾病的藥物研發。

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