通讯作者：Mark P. Farrell，美国堪萨斯大学

供稿：王瑞祥，北京大学

大家好，本期介绍一篇来自ACS Chemical Biology 的文章，题为 “Directing CAR NK Cells via the Metabolic Incorporation of CAR Ligands into Malignant Cell Glycans”。文章的通讯作者为来自美国堪萨斯大学的Mark P. Farrell教授，其课题组主要研究糖生物学，尤其是关注糖类-蛋白质的相互作用在疾病治疗以及免疫过程中发挥的重要角色。

图1 NK细胞与恶性细胞互作 (A)恶性细胞表面的高丰度唾液酸聚糖会导致免疫逃逸；(B)通过非天然唾液酸代谢标记将荧光素整合到恶性细胞表面，以用于CAR-NK细胞识别。

研究表明，恶性细胞表面通常会含有高丰度的唾液酸聚糖修饰，这些修饰被免疫细胞表面特异的抑制性受体识别后，会导致免疫逃逸现象（图1A）。受此启发，作者将唾液酸与荧光素分子连接，构建了可用于代谢标记的非天然唾液酸NNSA，代谢标记过程将荧光素分子大量整合到恶性细胞表面，从而使得工程化的、能够特异识别荧光素分子的CAR-NK细胞得以靶向恶性细胞，并造成杀伤。

图2 (A) NNSA结构；(B)Raji细胞代谢标记；(C)荧光素存留时间表征；(D)唾液酸转移酶抑制剂实验；(E)多种类细胞的代谢标记。

作者首先合成了非天然唾液酸NNSA（图2A）并测试了其代谢标记的效果，图2B表明荧光素分子能够被成功整合到Raji细胞表面，且能够在表面存留长达48小时（图2C）。引入唾液酸转移酶的抑制剂能够抑制荧光素的整合，验证了该过程依赖非天然唾液酸的代谢标记（图2D）。之后作者在多种细胞系上实现了荧光素的成功整合（图2E）。

图3 (A) CAR-NK的构建；(B)CAR-NK对Raji细胞的杀伤实验；(C)小分子竞争实验。

之后作者构建了工程化的CAR-NK细胞并进行了杀伤实验，CAR-NK细胞构建时引入了荧光素的scFV抗体（图3A），从而能够特异识别荧光素。图3B表明CAR-NK能够特异性杀伤整合了荧光素的Raji细胞，未表达CAR或者未进行代谢标记的对照组则不会发生杀伤。添加外源的竞争性小分子能够干扰CAR-NK与其靶细胞的互作，证明特异性互作确由荧光素分子介导。最后，作者在多种细胞类型上测试了CAR-NK的杀伤效果，结果表明十余种细胞能够成功进行荧光素整合并被CAR-NK杀伤，证明了方法的广泛适用性。

综上所述，作者通过非天然糖的代谢标记，将荧光素整合到恶性细胞表面，并构建了能够特异识别荧光素的CAR-NK细胞，从而实现了对恶性细胞的杀伤。本文发展的技术拓展了CAR T/NK疗法中识别肿瘤表面抗原的途径，具有潜在的临床意义。

ACS Chem. Biol. 2022, ASAP

Publication Date: June 1, 2022

https://doi.org/10.1021/acschembio.2c00173

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