CRISPR/Cas9基因编辑与iPSCs定向分化CAR-T淋巴细胞及其可视化与生物学表征

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    81771871
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    55.0万
  • 负责人：
    彭志平
  • 依托单位：
    重庆医科大学
  • 学科分类：
    H2704.核医学诊断与治疗
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

CAR-T cell immunological therapy is an emerging technology that uses CAR-T lymphocytes to attack and destroy malignant tumors, and is promising to conquer cancer in the future. However, there is still a lack of effective prediction, real-time monitoring and limited ability of CAR-T amplification in vitro. In this project, a novel technology to obtain safe and accessible CAR-T cells will be established firstly. T lymphocytes will be extracted from healthy person or patients, then induced to pluripotent stem cells. After that, the gene of CAR and NIS will be knocked in induced-pluripotent stem cells (iPSCs) using CRISPR/Cas9 gene editing technology to prepare CAR-T cells. Secondly, nuclear medicine molecular imaging will be used to monitor the treatment of CAR-T lymphocytes in real-time, including the antitumor activity of CAR-T lymphocytes in vitro and in vivo, the dynamic biodistribution in main tissues and organs in vivo, the dynamic retention & survival time, the property of targeting, the side-effects and so on. Based on the results of monitoring, CAR-T lymphocytes will be reconstructed. Through the research of CAR-T cells prepared by the NIS-CAR-iPS and the monitoring by nuclear medicine imaging technology, the clinical transformation of CAR-T cell therapy will be promoted greatly.
CAR-T治疗是将抗体对抗原的高特异性和T细胞对肿瘤的细胞毒性相结合的方法，已成为癌症综合治疗的前沿研究之一。为了改进CAR-T仍存在脱靶效应、细胞因子风暴、T细胞来源有限及改造风险、对实体瘤疗效不佳等问题。本项目拟利用前期工作获得的重编程多能干细胞（iPSC），采用CRISPR/Cas9系统对iPSC进行基因修饰，在AVVS1安全港位点敲入CAR及NIS基因，再将改造后的iPSC诱导分化为有肿瘤靶向杀伤功能的NIS-CAR-iPS-T细胞，在规避生物安全风险的同时使其具备摄碘功能，以实现核医学显像实时体外监控。通过对NIS-CAR-iPS-T细胞的制备、生物学特性表征、体内外示踪监控及对其再改造等研究，掌握CAR-T细胞在患者体内真实“存在-工作”状态和规律，建立一套CAR-T治疗的监测方案和评价体系，以满足临床治疗安全有效及经济适用等要求，进一步推进CAR-T治疗的理论研究和临床转化。

结项摘要

CAR-T治疗是利用细胞工程技术在T细胞上表达特异性识别肿瘤细胞标志物的分子，并启动T细胞对肿瘤的细胞毒性达到清除肿瘤的目的，是最有前景的癌症免疫治疗方法之一。但是目前仍存在脱靶效应、细胞因子风暴、T细胞来源有限及改造风险、对实体瘤疗效不佳等问题。本课题的研究目标是：采用CRISPR/Cas9系统对人诱导多能干细胞（hiPSC）进行基因修饰，在AAVS1位点敲入NIS基因，再将改造后的hiPSC诱导分化为有肿瘤靶向杀伤能力的NIS-CAR-hiPS-T细胞，使其获得摄碘能力，以实现核医学显像实时在体监测CAR-T治疗的脱靶效应、细胞因子风暴、肿瘤疗效，同时利用hiPSC具有无限传代特性诱导分化为T细胞解决T细胞来源问题以提高大量制备CAR-T细胞的工作效率。具体内容如下：（1）选用碘的类似物四氟硼酸（Tetrafluoroborate，TFB）建立NIS- [18F]TFB-PET显像系统。（2）设计sgRNA序列，构建特异靶向AAVS1位点的CRISPR/Cas9质粒及NIS基因的同源臂质粒，获得NIS-hiPSC定向分化为NIS-hiPS-T细胞。（3）构建靶向CD19的CAR质粒，包装为慢病毒感染NIS-hiPS-T细胞获得NIS-CAR-hiPS-T细胞。（4）体内外评价NIS-CAR-hiPS-T细胞对肿瘤CD19+细胞的特异性靶向能力、免疫杀伤效应，建立一套CAR-T细胞治疗的核医学分子影像学监测平台，为提供影像学支持。本项目已建立了一套CAR-T治疗的监测方案和评价体系，初步探讨了CAR-T细胞在荷瘤裸鼠体内分布和影像学特征与脱靶效应、细胞因子风暴、实体肿瘤疗效之间的关系。相关工作项目已完成四篇SCI论文的投稿，在国内学术会议上投稿交流四篇。基本保质保量完成了课题研究计划内容。受新冠病毒肺炎疫情影响，部分研究工作正在进行中，预计还有四篇SCI论文待撰写发表。

项目成果

期刊论文数量（2）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Synthesis and evaluation of (AlF)-F-18-NODA complex conjugated 2-(4-aminophenyl)benzothiazole as a potential tumor imaging agent
2-(4-氨基苯基)苯并噻唑的(AlF)-F-18-NODA复合物作为潜在肿瘤显像剂的合成和评价
  • DOI：
    10.1016/j.bmcl.2020.127160
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Wang Liang;Niu Mengda;He Yujia;Tian Chuanhuizi;Peng Zhiping;Jia Jianhua
  • 通讯作者：
    Jia Jianhua
Flexible multidentate benzyldiamine derivatives with high affinity for beta-amyloid in cerebral amyloid angiopathy
灵活的多齿苯甲基二胺衍生物，对脑淀粉样血管病中的β-淀粉样蛋白具有高亲和力。
  • DOI：
    10.1007/s11030-020-10098-y
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Molecular Diversity
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    He Yujia;Fu Tingting;Li Yuying;Xue Weiwei;Cui Mengchao;Wang Liang;Niu Mengda;Peng Zhiping;Jia Jianhua
  • 通讯作者：
    Jia Jianhua

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  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    谢标明;朱和康;杨越;王吉;方倩;邓雪勇;彭志平
  • 通讯作者：
    彭志平
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  • 发表时间：
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  • 作者：
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    彭志平
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  • 作者：
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    孙志毅

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
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          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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