总览

Overview

美国Fred Hutchinson癌症中心的科学家们（SONY ID7000™6激光182荧光通道用户）今年2月份在Immunity上发表的研究成果：CD27对于T细胞记忆的形成至关重要，它通过与CD70结合来调节T细胞信号。这种结合促使CD27内化和降解，激活TRAF2和SHP-1，从而影响T细胞的信号传导。这有助于T细胞向记忆细胞方向发展，而不是成为效应细胞。使用CD27比CD28共刺激的CAR-T细胞在抗癌方面表现更佳。简而言之，CD27信号在T细胞激活时对形成记忆细胞特性具有重要作用，这对免疫疗法至关重要。

CD70与CD27的结合诱导受体内吞

 

 

研究者设计了CD70DT蛋白（CD70三聚体的单链和Fc融合生成的二聚体）来研究CD27结合后的影响，发现它能够为T细胞提供共刺激，但不单独诱导CD69表达或细胞分裂。CD27在T细胞激活后会发生裂解，且其表面表达量会因CD70DT的结合而迅速减少，这一过程不依赖于CD27 mRNA水平的变化。进一步研究发现，CD27的内吞作用涉及网格蛋白介导的内吞作用（CME），且内吞后的CD27会经历溶酶体和蛋白酶体降解。这些结果揭示了CD70结合后调节CD27表面表达的机制，为理解T细胞激活和信号传导提供了重要信息。

图1. CD70配体结合诱导表面CD27受体快速下调。

图2. CD27表面表达受网格蛋白介导的内吞作用(CME)调节。

CD27-TRAF2-SHP-1轴调节Lck和下游信号传导

 

 

CD27通过与TRAF2的结合传递信号，并在T细胞激活和信号传导中发挥作用。研究发现，CD70DT与CD27的结合能够促进TRAF2与CD27的相互作用，并且这种作用可以通过肌动蛋白聚合抑制剂拉特珠菌素A（LatA）来抑制。此外，TRAF2与SHP-1相互作用，而CD27的激活能够增强SHP-1的活性，进而影响Lck的磷酸化状态，这对于T细胞的激活至关重要。CD27的激活还影响了ERK1/2和AKT信号通路的磷酸化，这些信号通路在细胞增殖和存活中起着关键作用。通过CRISPR-Cas9技术敲除SHP-1基因，进一步证实了SHP-1在CD27共刺激介导的ERK1/2磷酸化调节中的必要性。这些发现揭示了CD27在T细胞信号传导中的复杂作用，并为理解其在免疫调节中的作用提供了新的视角。

图3. CD27-TRAF2-SHP-1调节αCD3+αCD28诱导的Lck和下游信号传导。

CD27共刺激延迟细胞周期进入并促进记忆表型

 

 

CD27共刺激在T细胞激活中起到了重要作用，它不仅延迟了细胞周期的进入，还促进了记忆T细胞表型的形成。研究发现，与单独的αCD3激活相比，CD27共刺激能够增强T细胞的增殖，并且这种效应不依赖于其对CD28信号的调节作用。在细胞周期状态的评估中，CD27共刺激的T细胞在48小时后显示出更多的S和G2+M期细胞，但这种延迟是短暂的。在9天的培养后，CD27共刺激的T细胞表现出适度的扩增，并且具有更高的TCF1表达，这是与T细胞干性相关的转录因子。此外，CD27共刺激的T细胞在代谢特性上也表现出较低的糖酵解状态和改善的线粒体功能，这些特性与记忆T细胞的形成和维持密切相关。因此，CD27共刺激在调节T细胞的增殖、分化和代谢适应中发挥了关键作用，有助于增强T细胞的免疫记忆功能。

图4. CD27共刺激促进记忆特征。

CD27共刺激诱导不同的基因调控网络

 

 

CD27共刺激在T细胞激活过程中诱导了独特的基因调控网络，这些网络与CD28共刺激引起的反应不同。通过单细胞测序分析，研究人员发现CD27共刺激在T细胞激活后24小时维持了与T细胞记忆相关的基因表达，如FOXP1和TCF7，而CD28共刺激则导致这些基因表达下降。CD27共刺激还增加了与记忆T细胞相关的表面标记物如CCR7和SELL的表达，并与DNA可及性的增加相关，这表明它可能有助于保持T细胞的干细胞样状态并抑制效应分化。此外，CD27共刺激对T细胞的代谢状态也有影响，与较低的糖酵解率和改善的线粒体功能相关。这些发现揭示了CD27共刺激在调节T细胞命运和功能中的复杂作用，特别是在促进记忆T细胞形成和维持方面。

图5. CD27共刺激在T细胞活化后早期诱导不同的基因调控回路。

CD27共刺激提高CAR-T细胞的治疗效果

 

 

CD27共刺激能够提高CAR-T细胞的治疗效果，使其在慢性和急性抗原刺激模型中表现出更好的持久性和抗肿瘤活性。在小鼠模型中，与CD28共刺激相比，CD27共刺激的CAR-T细胞（靶向CD19的41BB_CD3ζ CAR-T细胞）在过继转移后能更有效地维持B细胞再生障碍，并且在血液中的持久性更高。在人类肿瘤异种移植模型中，CD27共刺激的CAR-T细胞在肿瘤模型中的数量扩增超过了CD28共刺激的CAR-T细胞，并且更有效地消除了肿瘤细胞。此外，CD27共刺激的CAR-T细胞在连续再刺激后展现出改善的连续杀伤能力，维持了更高的细胞因子分泌能力和较少的耗竭表型。这些结果表明，CD27共刺激的CAR-T细胞在治疗实体肿瘤方面具有潜在的优越性。

图6. CD27共刺激的CAR-T细胞进一步改善体内功能。

总结

Summary

CD27共刺激在T细胞激活和CAR-T细胞治疗中通过调节信号传导和增强记忆T细胞特性，提高了T细胞的持久性和抗肿瘤效果：

1. CD27在与其配体CD70结合后，在活化的幼稚T细胞中迅速内吞 

2. CD27-TRAF2-SHP-1调节CD28共刺激的幼稚T细胞中Lck磷酸化 

3. CD27信号传导促进T细胞记忆的表型和转录适应性 

4. CD27共刺激产生的CAR-T细胞具有优异的抗肿瘤疗效

在本研究全程，SONY ID7000™超高参数全光谱细胞分析仪对细胞增殖、表面marker、细胞内功能分子及磷酸化信号通路的全方位检测对细胞表型和亚群的识别，以及对应功能变化的探究上起到了非常关键的作用；并有效降低了配色难度、实现对有限样本的深入全面挖掘，获得领域内新的科学认知，发现疾病治疗的新方向。

Reference

Jaeger-Ruckstuhl CA, Lo Y, Fulton E, et al. Signaling via a CD27-TRAF2-SHP-1 axis during naive T cell activation promotes memory-associated gene regulatory networks. Immunity.

2024;57:287-302.e12.

 

ID7000™ 超高参数全光谱细胞分析仪

 

SONY ID7000™ 超高参数全光谱细胞分析仪整合先进的专利的光谱检测技术和最强大配置（7激光184荧光通道），通过直观的工作流程、自动化功能和创新特性如参照光谱库和自发荧光自动解析，以及用户友好的软件设计，使得超高参数实验更加简单高效，保障数据的准确性和提高可视化质量，增强深度科学洞察力，推动前沿研究的进展。