Cell Stem Cell | 陈靖等开发预防和治疗肝肺纤维化疫苗
发布时间:2022-10-18作者:信息来源:

 

 组织纤维化是很多慢性疾病的终末表现形式,且严重的组织纤维化可以发生在几乎任何器官中。在慢性损伤的刺激下,被激活的纤维化细胞可转化为成纤维细胞,产生并积累大量的细胞外基质,受伤组织逐渐发生纤维化。然而,目前能够针对纤维化细胞而不伤害健康组织中成纤维细胞的疗法极其有限,导致包括肝纤维化和肺纤维化在内的纤维化疾病成为全球健康问题之一。

  2022915日,来自瑞士苏黎世大学解剖研究所的Christian Stockmann 课题组(共同一作为Michal Sobecki、陈靖和Ewelina Krzywinska)在Cell Stem Cell 发表研究论文Vaccination-based immunotherapy to target profibrotic cells in liver and lung该课题组通过设计两种分别靶向ADAM12 Gli1的疫苗,实现对小鼠模型的肝纤维化和肺纤维化的有效预防以及治疗。本文主要介绍ADAM12疫苗对小鼠器官组织纤维化的预防及治疗效果。

  某些基因在胚胎发育中高表达而在出生之后健康人体中处于休眠状态,但能够在机体组织持续性受伤时在纤维化细胞中被激活,比如金属蛋白酶12the disintegrin and metalloprotease 12), ADAM12和转录因子Gli1,表明这些基因可能被用于靶向纤维化细胞的治疗方法。接着在通过in silico 表位预测分析发现,在纤维化细胞中激活的ADAM12 Gli1 可以被MHC class I complex 识别并被呈递给CD8+ T 细胞,以此激活CD8+ T cells并使其分化成能够特异性识别ADAM12+Gli1+ 纤维化细胞的效应CD8+ T细胞。

  1:抗组织纤维化疫苗设计原理

  在对Adam12疫苗对纤维化疾病的预防作用效果研究中,Stockmann课题组利用了两种纤维化疾病小鼠模型,即CCl4诱导的肝纤维化和Bleomycin诱导的肺纤维化疾病,然后对小鼠纤维化组织进行免疫组化分析和免疫反应分析。通过定量分析对比纤维组织中的胶原蛋白 Sirius red 染色),羟脯氨酸(hydroxyproline assay),成纤维细胞 aSMA免疫组化染色)等方法,该课题组发现相对于未接受ADAM12疫苗(v-CTRL)的小鼠,接受ADAM12疫苗(v- A12)的小鼠肝组织更能抵抗由CCl4诱导的肝纤维化和Bleomycin诱导的肺纤维化。对小鼠肝组织TCR 测序和肾脏T细胞的Elispot结果进一步显示,在ADAM12疫苗的作用下,是CD8+ T细胞,而非CD4+ T 细胞,特异性靶向ADAM12+ 细胞。

  很多疫苗对疾病有很好的预防作用,但是对疾病的治疗效果甚微。基于此,该课题组接着探索了ADAM12疫苗对肝纤维化的治疗作用, 并通过对纤维肝组织的组化分析发现ADAM12疫苗有效减轻了小鼠肝纤维程度。体外CD8+ T cell 的细胞毒性实验进一步证明了免疫后小鼠的CD8细胞主导靶向杀死肝脏ADAM12+细胞。In vivo实验中,该课题组利用抗CD8抗体抑制小鼠内CD8 T 细胞验证了ADAM12疫苗免疫作用主要是CD8 T细胞作用。

  在对ADAM12疫苗潜在副作用的研究中,Stockmann课题组对接受疫苗四周后的小鼠其它器官如肾脏,胰腺,心脏,脾脏,小肠等与同期未接受疫苗免疫的小鼠器官进行组织分析,探索了疫苗对皮肤伤口愈合速度的影响,发现疫苗在研究期间内未对小鼠其它正常组织有明显损伤作用。

  同时,Stockmann 课题组设计的另一个靶向Gli1DNA疫苗,并利用小鼠肺纤维化模型验证了该疫苗能有效预防由Bleomycin引导的肺纤维化。

  总之,Stockmann课题组通过设计能够靶向纤维化细胞的疫苗,在小鼠模型上实现了对肝纤维化和肺纤维化的预防及治疗。然而,需要注意的是不是所有的纤维化细胞特异的因子都能够提供具有免疫原性的表位。就如在Stockmann课题组在早期研究中的另一个潜在目标- FoxdD1 in silico 表位预测则显示该因子并不能够产生具有免疫原性的多肽链以此被MHC class I 分子识别呈递给CD8+ T细胞。尽管能够通过免疫治疗实现组织纤维降解,但组织的纤维化程度只是在小鼠接受疫苗后被部分降低,且成纤维细胞在不同组织甚至同一纤维组织中的来源是高度异化的。因此,筛选出更多具有免疫原性的能够靶向成纤维细胞的潜在靶点十分具有意义。另外,T 细胞免疫治疗在免疫抑制的微环境中往往因为组织内免疫抑制分子的高表达而失效,这个也需要进一步的研究。最后,该课题组在研究中也注意到该疫苗诱导的T细胞特异性免疫反应的持续时间并不长久,正如现在的抗新型冠状病毒的mRNA疫苗的免疫效用。这意味着需要反复接种疫苗以保持有效的T细胞免疫反应,或许更有效的疫苗需要研究者进一步的探索。

  

  (来源:BioArt

  原文出处:Sobecki M, Chen J, Krzywinska E, et al. Vaccination-based immunotherapy to target profibrotic cells in liver and lung. Cell Stem Cell. 2022 Sep 8:S1934-5909(22)00376-9. doi: 10.1016/j.stem.2022.08.012. Epub ahead of print. PMID: 36113462.

  链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36113462/