正文
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T细胞仍对B16-OVA肿瘤细胞表现出细胞毒性,且随着E:T比例的增加,肿瘤细胞中的线粒体含量逐渐增加。一致地,存活的A549肿瘤细胞也显示出线粒体含量的升高。线粒体含量较低的肿瘤细胞对EGFR-CAR-T细胞介导的杀伤作用更为敏感。
图:
CD8
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T 细胞优先靶向并消除线粒体含量较低的肿瘤细胞
MitoNID通过线粒体自噬诱导线粒体降解:
基于前文发现,该团队开发了
线粒体纳米诱导降解剂(
mitoNIDs),以诱导线粒体与自噬相关蛋白LC3之间的接近。
通过金硫反应,将
LC3靶向肽和线粒体结合肽共轭连接到金纳米颗粒(GNPs)上。TEM图像显示,合成的GNPs呈现出球形纳米结构,平均粒径为2.3 ± 0.3 纳米。修饰靶向肽后,无论是用线粒体结合肽修饰的GNPs-M还是mitoNIDs,其形态均保持不变。zeta电位的变化为靶向肽的成功修饰提供了初步证据。mitoNIDs上线粒体结合肽和LC3靶向肽的修饰效率分别约为97.5%和91.7%。
预计
mitoNIDs会与线粒体和LC3相互作用,通过自噬溶酶体促进线粒体的特异性降解。
邻位连接分析(
PLA)结果显示,mitoNID处理显著增加了B16-OVA肿瘤细胞中LC3与Tom20的接近程度
,而在对照组中几乎检测不到
PLA荧光点。在B16-OVA肿瘤细胞中,Cy5.5标记的mitoNIDs与MitoTracker标记的线粒体之间存在大量重叠。mitoNIDs的双靶向能力通过其诱导线粒体与溶酶体共定位的能力得到了证明。
在固定的孵育时间下,
B16-OVA和A549肿瘤细胞内线粒体含量随mitoNIDs浓度增加而呈浓度依赖性减少。
生物透射电镜(
Bio-TEM)显示,在mitoNIDs处理的肿瘤细胞中,被隔离的线粒体在自噬溶酶体内积累。因此,mitoNIDs处理细胞中的线粒体数量显著低于对照组。
使用
3-甲基腺嘌呤或针对Atg3的siRNA抑制自噬途径,可抑制mitoNIDs处理的B16-OVA或A549肿瘤细胞中的线粒体降解,证实线粒体降解是通过自噬途径介导的。
PCR数据显示,mitoNIDs以浓度依赖性方式有效降低了B16-OVA或A549肿瘤细胞中的mtDNA水平。GNPs-M处理并未影响肿瘤细胞中的mtDNA水平。
Seahorse分析结果显示,mitoNIDs处理的B16-OVA肿瘤细胞中,以OCRs反映的线粒体功能显著降低。
基础呼吸、最大呼吸和
ATP生成均显著减少。有趣的是,mitoNIDs处理的B16-OVA肿瘤细胞还表现出糖酵解功能的显著下降综上所述,这些结果表明,
mitoNIDs诱导的线粒体降解严重破坏了肿瘤细胞的代谢。
图:
MitoNID通过线粒体自噬诱导线粒体降解
mitoNIDs增强CD8+ T细胞肿瘤杀伤能力:
接下来继续评估
mitoNIDs对细胞的细胞毒性作用。GNPs-M和mitoNIDs在B16-OVA肿瘤细胞中诱导的细胞死亡极少,且仅对A549肿瘤细胞的活力产生轻微影响。此外,mitoNIDs并未明显改变HUVECs中的线粒体含量,且HUVECs的细胞活力也未受到影响。
将
OT-1 CD8
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T细胞与mitoNIDs共同孵育后,未观察到Tom20含量、细胞活力或细胞因子分泌的显著变化,这表明mitoNIDs在保留T细胞功能方面具有良好的安全性。
这可能是由于
OT-1 CD8+ T细胞对mitoNIDs的摄取有限。mitoNIDs处理并未影响EGFR-CAR-T细胞的增殖。细胞因子分泌分析显示,mitoNIDs处理的EGFR-CAR-T细胞中IFNγ和TNF水平未发生显著变化。
接下来,在将培养基更换为不同效应细胞与靶细胞比例(
E:T比)的OT-1 CD8
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T细胞或EGFR-CAR-T细胞之前,先用mitoNIDs对肿瘤细胞进行24小时的预孵育。mitoNIDs预处理显著降低了B16-OVA肿瘤细胞的密度。流式细胞术分析显示,在CD8
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T细胞处理后,B16-OVA肿瘤细胞中晚期凋亡细胞的百分比显著增加。如预期所示,
经
mitoNIDs预处理的B16-OVA肿瘤细胞对T细胞介导的细胞毒性表现出增强的敏感性。
同样,
EGFR-CAR-T细胞有效杀死了更多经mitoNIDs处理的A549肿瘤细胞。在
E:T比为2:1时,EGFR-CAR-T细胞杀死了约63.5%的A549肿瘤细胞,而在经mitoNIDs处理的A549肿瘤细胞中,这一比例进一步增加至约92.6%。