抑制多形核细胞可避免异种移植中低免疫细胞的细胞毒性

《Nature Communications》:

【字体: 时间:2025年04月19日 来源:Nature Communications

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  编辑推荐:异种移植中低免疫(HIP)细胞虽能逃避免疫攻击,但多形核细胞(PMN)介导的细胞毒性仍是关键障碍。研究人员通过基因工程改造人源和猪源HIP*内皮细胞(EC),结合CD99和CD200过表达及多药抑制PMN策略,成功阻断PMN杀伤,显著提升移植细胞存活。该研究为临床猪-人异种移植提供了新靶点,发表于《Nature Communications》。

  异种移植被视为解决器官短缺的潜在方案,但免疫排斥仍是主要障碍。尽管通过敲除HLA基因和过表达CD47可构建低免疫(HIP)细胞以逃避免疫攻击,但多形核细胞(PMN)的杀伤作用未被充分认识。美国加州大学旧金山分校等机构的研究团队发现,PMN是异种移植中未被重视的“杀手”,并通过基因工程和药物联合策略成功阻断其活性,相关成果发表于《Nature Communications》。

研究采用基因编辑(B2M/CIITA敲除和CD47过表达)、跨物种CD47适配(如猪源细胞表达人CD47)、阻抗法细胞毒性检测(XCelligence平台)及非人灵长类(NHP)模型。关键样本包括人源HIP内皮细胞(iEC)、猪源HIPEC及食蟹猴/恒河猴的免疫细胞。

ABO血型不匹配导致EC被抗体介导的杀伤

研究发现,ABO血型不匹配的血清通过补体依赖的细胞毒性(CDC)快速杀伤内皮细胞,且Rh(D)抗体同样引发杀伤。人源HIP* iEC(血型A Rh(D)+)在食蟹猴(血型B)血清中迅速死亡,提示异种移植需严格血型匹配。

食蟹猴PMN是HIP* iEC移植的关键效应细胞

在ABO匹配的食蟹猴中,HIP* iEC虽能抵抗T细胞、NK细胞和巨噬细胞的攻击,但未被激活的PMN仍能通过非抗体依赖的机制杀伤移植细胞。这种杀伤无需预敏化,表明PMN具有先天异种反应性。

跨物种PMN活化的差异与抑制策略

食蟹猴PMN对异种人源细胞(无论野生型或HIP*)均自发杀伤,而小鼠PMN需DAMP或IL-2激活才发挥作用。五药联用(CpG-52364、TAK-242、BAY 85-8501、秋水仙碱和Apocynin)可完全阻断PMN杀伤,且不影响PBMC功能。

药物与基因工程协同提升移植存活

在食蟹猴模型中,PMN抑制剂联合免疫抑制(阿巴西普+他克莫司)使HIP* iEC存活至28天。进一步通过过表达PMN抑制配体CD99和CD200,猪源HIP*.99.200 EC完全抵抗人PMN和PBMC的攻击,实现全免疫逃逸。

讨论与意义

该研究首次揭示PMN是异种移植中不可忽视的效应细胞,其杀伤机制独立于HLA和抗体途径。基因工程联合CD99/CD200过表达为临床猪-人异种移植提供了新策略,尤其适用于心脏和肾脏移植。此外,研究强调ABO血型匹配在异种移植中的重要性,并建立了跨物种免疫评估体系。未来需验证PMN靶向策略在其他细胞类型(如胰岛细胞)中的普适性。

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