使用荧光成像快速体外细胞毒性评估表达嵌合抗原受体的 Jurkat
2023年10月27日
一种评估靶向单个肿瘤抗原的表达嵌合抗原受体 （CAR） 的 Jurkat 细胞定量肿瘤细胞杀伤的方案。该方案可用作筛选平台，用于在外周血来源的T细胞中确认之前快速优化CAR铰链结构。
CAR T细胞正在不断改进，以在人体临床试验中实现更好的反应。我们正在确定在实验室中使用无偏高通量方法进行评估的方法，例如使用荧光成像来筛选最有效的组合。通过修改细胞外和铰链结构域的几何形状，可以为任何单链可变片段设计几种构建体组合。
我们设计了这个方案，以确定使用Jurkat细胞消除靶细胞最有效的组合。这是一种快速、高通量的方案，使用 Jurkat 细胞根据其靶细胞细胞毒性筛选 CAR 构建体，然后用常规 T 细胞进行验证。使用这种技术可以在 96 孔板中同时测试十几种不同的 CAR 构建体。
在 Akhavan 实验室，我们以绝对数量量化表达 CAR 的 Jurkat 细胞以高通量方式对靶细胞的直接环化，以筛选多种 CAR 构建体。我们实验室的主要目标是改善CAR T细胞疗法针对高级别脑肿瘤的临床转化。我们利用高通量药物筛选作为一种方式来改善CAR T细胞的细胞毒性，并靶向肿瘤微环境。
查看完整文字稿并访问数千部科学视频
概述
本方案概述了一种高通量评估表达CAR的Jurkat细胞对肿瘤细胞毒性的方法。该方法可快速筛选多种CAR结构，以鉴定针对特定肿瘤抗原的最有效组合。
关键研究组成部分
科学领域
- 免疫学
- 癌症生物学
- 细胞治疗
背景
- 正在优化CAR T细胞以改善临床效果。
- 高通量筛选方法对于优化CAR结构至关重要。
- Jurkat细胞被用作评估CAR有效性的模型。
- 本研究重点探讨CAR结构对靶细胞的细胞毒性作用。
研究目的
- 建立高效筛选CAR结构的实验方案。
- 定量分析表达CAR的Jurkat细胞的细胞毒性效应。
- 鉴定靶向肿瘤抗原的最佳CAR构型。
使用的方法
- 用于高通量筛选的荧光成像。
- 在96孔板体系中评估多种CAR结构。
- 通过表达CAR的Jurkat细胞定量分析靶细胞杀伤效应。
- 与传统T细胞反应进行比较以验证结果。
主要结果
- 鉴定可有效杀伤肿瘤细胞的CAR结构。
- 利用Jurkat细胞展示高通量筛选能力。
- 对不同CAR结构的细胞毒性进行定量评估。
- 在临床应用前快速优化CAR设计的潜力。
结论
- 该方案可实现对CAR构建体的高效筛选。
- Jurkat细胞为评估CAR功效提供了可靠的模型。
- 该方法可加速CAR T细胞疗法的开发。
常见问题
执行层面的行业相关性
在Jurkat细胞中快速、高通量地评估CAR结构的细胞毒性，可在进行耗时耗力的原代T细胞验证之前，实现CAR设计的早期风险排除与优先级排序。该平台可加速筛选出铰链区优化且靶细胞杀伤能力更强的CAR，有助于在肿瘤细胞治疗研发管线中高效地进行候选分子的筛选与决策。通过同时量化多种CAR结构的细胞毒性，研发团队能够在关键的发现阶段节点上做出基于数据的科学决策。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 能够快速检测CAR结构的各种组合，实现功能性靶点验证。
- 通过在受控系统中定量分析直接细胞毒性，支持作用机制层面的风险评估。
- 在原代T细胞工程化之前，有助于提高结构选择的预测可信度。
筛选与检测方法开发
- 为下游高通量筛选工作流程制备经过验证的CAR-Jurkat体系。
- 采用定量荧光成像输出，标准化细胞毒性检测方法。
- 支持并行地对多个CAR结构进行可重复、可扩展的评估。
- 支持在96孔板格式中对化合物或构建体进行可靠评估。
转化与临床前研究
- 通过在PBMC来源的T细胞中验证结果，将早期细胞毒性数据与转化目标保持一致。
- 提供从发现阶段的构建体优化到临床前验证步骤的连续性。
- 通过早期筛选出次优的CAR设计，降低后期失败的风险。
流程与工作流整合
该高通量细胞毒性检测平台位于早期发现与先导化合物鉴定的交汇点，可连接构建体设计与临床前验证。在推进至资源密集型的原代T细胞实验或体内研究之前，该平台能够实现快速假设验证和构建体筛选。
- Discovery Biology：支持对CAR铰链区和胞外结构域修饰在功效方面的假设驱动型评估。
- Screening：提供定量、可重复的细胞毒性数据，用于不同构建体的比较与排序。
- Analytics：提供绝对细胞计数和统计学分析结果（例如单因素方差分析），以支持决策制定。
- Translational Research：在PBMC来源的T细胞中验证构建体的功能表现，支持转化研究的连续性。
- Enterprise Reuse：建立可扩展且可重复使用的平台，用于持续开展CAR构建体优化项目。
运营与企业影响
- 科学价值：提高CAR结构选择的预测可信度，降低机制上的不确定性。
- 操作价值：标准化并规模化细胞毒性评估，实现资源的高效分配。
- 战略价值：通过早期筛选CAR结构，优化决策流程，提升资本使用效率。
- 项目组合影响：支持基于风险调整的CAR候选分子优先排序与推进。
实施注意事项
- 需要具备CAR结构设计和Jurkat细胞慢病毒转导的专业知识。
- 需要具备荧光成像仪器及用于定量读数的分析软件。
- 要求跨团队在实验建立和数据分析参数方面实现标准化。
- 若适配其他细胞模型或抗原，可能需要优化实验方案。
- 依赖于稳健的统计分析（例如，ANOVA）以进行结构间的比较。
生物制药常见问题
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:42
Plating CFSE‐Labelled Tumor Cells and Co‐Culturing CAR‐Expressing Jurkats for In Vitro Cytotoxicity Evaluation
5:19
Preparation of Plate for Fluorescent Imaging and Cell Viability Assessment in CAR‐Jurkat Co‐Culture with CFSE‐Labeled Tumor Cells
![使用[18F]四氟硼酸盐正电子发射断层扫描/计算机断层扫描对嵌合抗原受体T细胞进行动态成像](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fcloudfront.jove.com%2FCDNSource%2Fteasers%2F62334.jpg%3Fv%3D2026-07-08T02%253A24%253A38.282Z&w=384&q=75)
