Agilent Seahorse XF免疫细胞代谢电子书简介

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免疫细胞就像哨兵,随时准备对外来抗原和癌细胞等多种触发因素作出迅速响应,精确可控地调节其功能。近期,我们对代谢平衡与免疫细胞功能之间复杂的动态联系有了更丰富的认识,让我们可以监测并控制代谢重编程方式,使其与微环境信号协同作用,并驱动和调节免疫细胞的功能、命运和适应性。

本电子书介绍了如何使用安捷伦Seahorse XF分析仪实时测量免疫细胞生物能量代谢。还引用了许多最近发表的文献示例,以说明免疫治疗领域的前沿研究者和机构如何应用这些工具来应对细胞工程、细胞构造检测以及生产过程中治疗细胞效价监测方面的挑战。

代谢重编程

动态的免疫细胞功能或命运与不同的代谢重编程策略之间有着复杂的联系。在初始状态下,T细胞主要利用线粒体呼吸 (OXPHOS) 满足ATP需求,其ATP 需求通常低于效应表型细胞。而效应细胞需要增加总ATP产生量才能满足快速增殖的要求。在这些细胞中,糖酵解贡献了总ATP生产中相对较大的比例,以满足加速的能量需求。

免疫细胞代谢表型的测量,展示了糖酵解/OXPHOS比例与细胞命运、适应性和功能之间的关系

糖酵解是能量产生的快速响应机制:当能量需求急剧增加,需要快速的代谢反应时,糖酵解可以快速提供所需能量。但是糖酵解速率的提升无法持续。相比之下,线粒体负责常规的能量管理,在出现入侵后使系统恢复秩序它们关注的是恢复、平衡和持久性。如果免疫细胞无法恰当调节其代谢需求,就会导致无能或耗竭状态,而病原体擅长利用这些状态。在本章中,介绍了可用于安捷伦Seahorse XF分析仪的一系列检测试剂盒,了解影响免疫细胞适应性、命运和活化的生物能量代谢。这些试剂盒可用于实时测量免疫细胞代谢表型。

测量免疫细胞命运和适应性。van der Windt, G. J., et. al. Mitochondrial Respiratory Capacity Is a Critical Regulator of CD8(+) T Cell Memory Development. Immunity. 2012, 36 (1), 68-78Song, M., et. al. IRE1alpha-XBP1 controls T cell function in ovarian cancer by regulating mitochondrial activity. Nature. 2018, 562 (7727), 423-428

细胞工程

嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法等工程化免疫细胞在临床上对耐药和难治性造血系统肿瘤的疗效显著。然而,工程化免疫细胞对于实体瘤的疗效有限,其原因有以下几个方面:缺乏肿瘤特异性抗原靶标、工程化免疫细胞对肿瘤的归巢和穿透不足、肿瘤微环境的免疫抑制特性以及工程化免疫细胞缺乏持久性。

细胞疗法领域正致力于利用基因工程方法来继续增加免疫细胞疗法的活化、持久性、归巢性、有效性和安全性。越来越多的证据显示,代谢平衡可能是免疫细胞功能和在肿瘤微环境中持久性的最客观决定因素,不受各种免疫通路利用策略和因素的影响。因此,代谢平衡可以客观地确定哪种方法可以增强免疫细胞功能,尤其是针对难治性肿瘤,并可以推动候选疗法的动物试验以及最终的临床试验。本章中提供了一些具体示例,其中免疫细胞的基因工程和功能都取决于免疫细胞的代谢平衡。

通过免疫细胞基因工程进行的代谢重编程可以恢复抗肿瘤功能,正常效应T细胞和代谢重编程效应T细胞的代谢状态差异。Scharping, N. E., et. al. The Tumor Microenvironment Represses T Cell Mitochondrial Biogenesis to Drive Intratumoral T Cell Metabolic Insufficiency and Dysfunction. Immunity, 2016, 45(2), 374–388

工艺开发和细胞生产

开发稳定、安全和明确表征的细胞生产方法是所有有效细胞疗法的核心,对工程化免疫细胞而言更是如此。在整个生产过程中,必须采用分析方法来引导优化质量属性的关键策略。

在治疗细胞生产的不同阶段进行细胞代谢的测量,包括评估起始材料、转导和活化的细胞以及最终的细胞疗法产品,可以提供有关细胞代谢平衡和效力的深入定量信息。这些数据有助于做出明智决策,从而优化生产条件、工艺以及患者所用的细胞治疗产品的质量。实质上来说,代谢调节已成为一项关键工艺指标,用于确定细胞产品是否获得适当质量属性,是否可生产制剂并上市。

在体外扩增过程中通过调节细胞因子含量来改善CAR-T生产。在存在IL-15的条件下,CAR-T 细胞的扩增可维持分化程度较低的T细胞表型,具有出色的抗肿瘤活性。Alizadeh D, et. al., IL15 Enhances CAR-T Cell Antitumor Activity by Reducing mTORC1 Activity and Preserving Their Stem Cell Memory Phenotype. Cancer Immunol Res. 2019, May;7(5):759–772

更多精彩文献示例请参考电子书原文。

更多信息:

浏览免疫代谢应用网页

www.agilent.com/en/solutions/cell-analysis/cell-metabolism/immune-metabolism

了解有关快速、实时检测 T 细胞活化的更多信息

www.agilent.com/en/products/cell-analysis/seahorse-xf-tcell-activation

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https://www.agilent.com/en/training-events/eseminars/cell-analysis-webinar-series#13

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2021年10月19日 15:21
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