烟酰胺单核苷酸 （NMN） 介入的抗肿瘤 CAR-T 细胞显示出增强的对抗癌细胞和减少小鼠肿瘤生长的效果。
Published: 12:13 p.m. PST May 17, 2022 | Updated: 1:42 p.m. PST Sep 26, 2022
重大亮点
- NMN 的介入可将 CAR-T 细胞（抗肿瘤免疫细胞）增殖增加 180 倍，同时延长细胞杀死癌细胞的能力。
- 通过 NMN 介入，抗癌 CAR-T 细胞显示出延缓衰老的迹象，表现为端粒长度变长和死亡或垂死的 CAR-T 细胞丰度减少。
- NMN 介入的 CAR-T 细胞抑制肿瘤生长，对癌症小鼠具有更持久的作用。
我们的免疫系统不仅会寻找并消灭来自体外的异物，还会消除体内有问题的细胞，例如癌细胞和肿瘤生长。 然而，随着年龄的增长，我们的免疫系统效率降低，内部细胞错误变得更容易发生，从而导致罹患癌症的可能性增加。
为了刺激免疫系统，CAR-T 细胞疗法已被用于治疗其他疗法无法有效治疗的恶性肿瘤，尤其是血癌。 同时，这种治疗选择受到T细胞存活率低和缺乏抗癌细胞持久疗效的限制。 沿着这些思路，研究人员一直在寻找新的方法来提高 CAR-T 细胞的寿命和持久的抗癌能力。
在一份未经同行评审的预印本论文中，Zhong及其来自中国北京首都医科大学的同事证明，用 100 μM NMN 介入 CAR-T 细胞可显著提高其攻击癌细胞的功效和持久性 。 此外，NMN介入增强了细胞衰老延迟的迹象，如延长端粒长度，并减少了死亡或垂死的CAR-T细胞的积累。 更重要的是，当将经 NMN 介入的 CAR-T 细胞注射到具有实验诱导肿瘤的小鼠体内时，肿瘤大小显著缩小。 这些发现指出了一条新途径，研究人员可以用 NMN 增强 CAR-T 细胞，以提高其抗癌能力和有效性。
NMN 治疗增强抗癌能力
为了研究NMN对人类CAR-T细胞增殖和抗癌能力的影响，在培养物中存在NALM-6细胞的情况下，用100 μM NMN介入CAR-T细胞。 NALM-6 细胞是一种模仿血癌细胞状况的白血病细胞系。 研究团队发现，对于经过NMN介入的细胞，在培养28天后，CAR-T细胞的数量是几乎所有未经过NMN介入的CAR-T细胞的180倍。 此外，在NMN存在的情况下，CAR-T细胞保持其杀死（裂解）恶性细胞的能力比未经NMN介入的CAR-T细胞更卓越。 这些结果使 NMN 增强培养物中 CAR-T 细胞的增殖和肿瘤杀伤功能的观点变得可信。
(Yu et al., 2022 | Research Square) NMN 介入可显著增强抗肿瘤 CAR-T 细胞增殖并提高癌症攻击能力。 在28天的过程中，经NMN介入的CAR-T细胞增殖比未经NMN介入的CAR-T细胞多180倍，未经NMN介入的CAR-T细胞 基本上在28天后已经死亡（图 b）。 在28天的过程中，CAR-T细胞用100 uM NMN介入四次（第0轮到第3轮）。 在第三轮（28天），NMN介入的CAR-T细胞杀死（裂解）的NALM-6白血病细胞百分比是未NMN介入的CAR-T细胞杀死的两倍（图 f）。 这些发现表明 NMN 增强了培养物中 CAR-T 细胞的增殖和抗癌能力。
为了发现 NMN 是否能延缓 CAR-T 细胞的衰老，Zhong 及其同事测试了端粒酶的活性，该酶可延长染色体末端的端粒。 端粒酶是 CAR-T 细胞复制和整体功能的关键因素，它的丰度会随着细胞分裂、衰老和疾病而减少。 随着端粒酶活性的降低，CAR-T 细胞通常会死亡或变得老化、无功能和不增殖（衰老），导致 CAR-T 功能受抑制和缺乏长期抗癌能力。 Zhong 及其同事发现，用 NMN 介入 CAR-T 细胞会增加端粒酶活性，而衰老的 CAR-T 细胞丰度会大幅下降。 这一发现证实，NMN通过促进端粒酶活性和减少培养中衰老的 CAR-T 细胞数量来延长 CAR-T 细胞的寿命并延长作用。
(Yu et al., 2022 | Research Square) NMN 介入显著减缓了 CAR-T 细胞中染色体末端（端粒）的磨损并减缓了它们的衰老。 CAR-T细胞在28天的时间内用100 μM NMN介入四轮（第0轮到第3轮），与未有NMN介入的CAR-T细胞相比，有NMN介入的CAR-T细胞减缓了端粒长度的退化（图 c）。 使用 NMN 介入后，培养中衰老的 CAR-T 细胞（用 β-半乳糖苷酶标记的蓝点）的数量在 28 天后约为未经 NMN 介入的细胞的一半（图 d）。 这些发现表明 NMN 促进了 CAR-T 细胞的寿命。
NMN 介入的 CAR-T 细胞抑制小鼠肿瘤生长
Zhong 及其同事接下来试图找出经 NMN 处理的 CAR-T 细胞对小鼠肿瘤的影响。 首先给小鼠注射NALM-6白血病细胞以生成小鼠癌症模型，然后再注射NMN介入的CAR-T细胞。 总部位于北京的研究团队发现，用 NMN 介入的 CAR-T 细胞治疗可促进更持久的肿瘤抑制，如肿瘤体积较小所示。 这些发现进一步支持 NMN 增强了 CAR-T 细胞的抗癌能力，正如该癌症小鼠模型所证明的那样。
(Yu et al., 2022 | Research Square) NMN 介入的 CAR-T 细胞抑制小鼠肿瘤。 给小鼠注射人类 NALM-6 白血病细胞以促进肿瘤生长。 然后小鼠不接受任何治疗 （NT）、不含 NMN 的 CAR-T 细胞 （CD19 CAR-T） 或经 NMN 介入的 CAR-T 细胞 （CD19 CAR-T + NMN）。 经过 28 天的时间进程后，接受 NMN 介入的 CD19 CAR-T 细胞的小鼠具有较低的肿瘤负荷，如较低的肿瘤辐射所示（图 b 和 d）。 NMN介入的CD19 CAR-T细胞的作用也更持久，如28天后较低的肿瘤负荷所示。
NMN 刺激与长寿相关的 Sirt1 基因
为了找出NMN刺激了哪些基因，Zhong及其同事进行了基因活性分析，发现NMN促进了与细胞寿命相关的Sirt1基因的激活。 在 NMN 处理的 CAR-T 细胞中，Sirt1 活性的增加也与细胞死亡和炎症相关基因的激活减少有关。 由于推测Sirt1具有抑制细胞死亡相关基因激活的作用，这些发现为NMN促进CAR-T抗肿瘤功效的细胞机制提供了一些线索。
确定NMN刺激的精确细胞机制
“在这项研究中，我们发现 NMN 可以通过上调长寿基因 Sirt1 来增加细胞再生和细胞增殖，这让我们对 NMN 可以提高 CD19 CAR-T 细胞的寿命和抗肿瘤效率充满信心，”Zhong 及其同事在他们的论文中说道。
该研究的结果突出了 NMN 在 CAR-T 细胞人类癌症免疫治疗中的潜在临床应用。 随着NMN的应用，人类CAR-T细胞更有活力，并且具有更好的杀伤癌细胞的能力。 这些发现也适用于小鼠癌症模型，其中注射经 NMN 介入的 CAR-T 细胞可减少肿瘤生长，说明 NMN 可能是增强 CAR-T 疗法的关键。
未来的研究需要阐明 NMN 促进 CAR-T 活力、寿命和抗癌能力的精确细胞机制。 更详细地了解 NMN 对细胞的影响将使研究人员能够查明 NMN 影响的其他途径。 这样做，我们可能会进一步了解改善 CAR-T 细胞功能以对抗癌症。
这项研究深入了解 NMN 如何通过激活 CAR-T 细胞来帮助恢复免疫系统。 由于免疫系统会随着衰老而下降，因此 NMN 有可能被用作预防癌症生长的措施。
参考文献
Zhen Yu, Shuai Tong, Can Zhang et al. Nicotinamide mononucleotide enhances the efficacy and persistence of CD19 CAR-T cells via NAD + –Sirt1 axis, 19 April 2022, PREPRINT (Version 1) available at Research Square [https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-1483519/v1]
文章来源
https://www.nmn.com/news/nmn-increases-cancer-fighting-immune-cells
