动物研究所王金勇研究组建立诱导人多能干细胞分化再生NK细胞新技术

　　

　　2022年11月8日，中国科学院动物研究所干细胞与生殖生物学国家重点实验室、北京干细胞与再生医学研究院王金勇研究团队在Cell Discovery在线发表了题为Lateral plate mesoderm cell-based organoid system for NK cell regeneration from human pluripotent stem cells的研究论文。该研究首次采用人类多能干细胞来源的高纯度侧板中胚层细胞和滋养细胞来组装类器官聚集体，利用气液交界面进行培养诱导，实现NK细胞（iNK）体外再生。与传统方法比较，这种诱导策略具有耗时短、产量高、成熟度高、无需二次扩增、成本低等特点。针对多种肿瘤类型的杀伤试验证实iNK细胞具有广谱、高效的抗肿瘤活性。本研究提供了一种可规模化制备人类多能干细胞来源再生型iNK细胞的新方法。

　　NK细胞可以直接广谱杀伤各种肿瘤细胞，毒副作用小，过继治疗不需要配型，是理想的现货式免疫细胞治疗药物。当前临床治疗用的NK细胞主要来源于脐带血和外周血等人体组织，这些天然来源的NK细胞异质性大，制备成本高昂、产量低、制备周期受人体组织可及性限制。人类多能干细胞诱导分化来源的NK细胞有望解决上述问题。传统采用的多能干细胞分化再生NK细胞的方法，需要经历拟胚体中间体阶段，需要借助扩增饲养细胞进一步大规模扩增，获得的iNK细胞活性差。王金勇研究组开发出了一种不依赖拟胚体，基于侧板中胚层为起始种子细胞的类器官聚集体组装方式，实现iNK细胞高效再生。在27天的诱导周期内，投入百万数量级别的多能干细胞，可输出超过十亿数量级别的iNK细胞。本研究诱导再生的iNK细胞高表达经典的细胞毒性颗粒（穿孔素和颗粒酶B），凋亡诱导相关配体（FasL和TRAIL）以及一系列NK细胞激活性和抑制性受体。在功能上，iNK细胞可通过直接毒杀、诱导靶细胞凋亡和抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用的方式杀伤人类肿瘤细胞。本研究为大规模生产现货式、通用型和再生型NK细胞药物提供了关键技术支撑，促进iNK细胞临床转化应用，惠及患者。基于该技术制备的iNK细胞，已经用于临床试验。

　　中国科学院动物研究所干细胞与生殖生物学国家重点实验室博士后黄德浩、中国科学院广州生物医药与健康研究院博士生李剑焕、北京干细胞与再生医学研究院青年学者胡房晓、夏成祥博士，为该论文的共同第一作者，王金勇研究员为该论文的通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项和国家自然科学基金杰出青年基金等项目的资助。该研究还得到中国科学院动物研究所实验动物中心、仪器中心、国家干细胞资源库等先进平台部门的大力支持。

　　原文链接：https://doi.org/10.1038/s41421-022-00467-2

图：人类多能干细胞诱导再生NK细胞技术示意图