在这项研究中，研究者利用T-allo10构建了稳定的、可重复的CD45RA - CD49b + LAG3 + Tr1细胞，并验证其表达Tr1特异的细胞因子（如IL-10、TGF-β、IL-22、IFN-γ），且具有同种抗原特异性。作者采用TCR-seq系统表征Tr1细胞，发现Tr1 细胞分化可能导致其TCR免疫组库的多样性降低。为了探索Tr1细胞的转录组特征，作者利用RNA-seq测序并发现了其若干特征基因，包括IL10、LAG3、ITGA2 (CD49b)、IFNG、PRF1、GZMB、GZMA等。Tr1细胞亦高表达Treg细胞相关基因，如CTLA4、LGMN (legumain)、TNFRSF4 (OX40) 、TNFRSF18等。

为了进一步探索如何靶向同种异体抗原特异性 Tr1 细胞，作者基于转录组测序结果推测CTLA-4 或 PD-1 通路可能对于Tr1 细胞至关重要。因此，作者阻断了这些通路，发现CTLA-4 阻断几乎完全消除了 T-allo10 介导的对应答Teff细胞增殖的抑制，PD-1/PD-L1 阻断也具有类似的效果。

最后，作者研究了体外培养产生的Tr1 细胞的临床意义。研究者综合利用了正在进行I期临床试验（NCT03198234）【1】 的前三名患者的临床样本。结果表明，T-allo10细胞治疗过继转移后的24小时内，患者2和3外周血中的 Tr1 细胞频率达到峰值。在治疗后第 28 天，患者1的Tr1细胞比例仍达11.6%。作者进一步利用TCR-seq发现外周血循环的部分Tr1细胞携带与T-allo10疗法输入时的Tr1 细胞相同的TCR克隆型，表明过继转移的 Tr1 细胞可能在体内长期存在。

综上，该工作系统探索了CD45RA- CD49b+ LAG3+ Tr1细胞的免疫表型、免疫组库、活化的分子及通路特征，并发现阻断CTLA-4/PD-1可作为Tr1 细胞的潜在抑制剂。值得一提的是，在能够反映患者真实情况的临床样本中，研究者发现T-allo10疗法过继转移的 Tr1 细胞可在体内长期存在，这对基于Tr1的造血干细胞移植新型治疗策略的设计和追踪提供了重要线索。

原文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abf5264

参考文献：

[1] Savani, M., Gencturk, M., Shanley, R., Cayci, Z., Wilke, C., Warlick, E. D., He, F., Janakiram, M., Weisdorf, D. J., Brunstein, C. G., & Bachanova, V. (2020). Surveillance Imaging after Autologous Hematopoietic Cell Transplantation Predicts Survival in Patients with Diffuse Large B Cell Lymphoma. Biology of blood and marrow transplantation : journal of the American Society for Blood and Marrow Transplantation, 26(2), 272–277. https://doi.org/10.1016/j.bbmt.2019.10.013

成体干细胞对于维持体内的许多组织至关重要。例如，造血干细胞 (HSC) 在整个生命过程中构建血液系统。观察到单个 HSC 在与辐射防护骨髓 (BM) 共同注射时，可以重新填充受过致命辐射的小鼠的造血区室，这说明了它们增殖和分化为血液谱系的强大能力。

与几乎所有细胞类型一样，HSC 分裂与细胞生长相关。通过大分子生物合成增加细胞体积和质量可确保干细胞在分裂后保持恒定的大小。生长控制由 mTOR（哺乳动物雷帕霉素靶点）途径介导，该途径可根据氨基酸可用性和生长信号调节大分子生物合成。细胞生长最终控制细胞周期进程。 Cdk4/6–cyclin D 复合物驱动 HSC 决定退出静止状态和分裂。它们通过使视网膜母细胞瘤 (Rb) 蛋白失活来促进细胞周期进入。 Rb 通过抑制进入 S 期所需基因的表达来抑制 G1/S 转变。

损伤后和衰老过程中，干细胞功能下降。例如，与年轻的 HSC 相比，旧的 HSC 在移植试验中的竞争力较低。在培养中，哺乳动物细胞会经历复制性衰老——一种不可逆的细胞周期停滞。随着年龄的增长，衰老细胞会在小鼠和人类中积累。在培养细胞中导致复制性衰老的过程是否也介导了体内干细胞衰老，目前尚不清楚。

衰老细胞的一个关键特征是它们的大尺寸。最近在出芽酵母和培养的人类细胞方面的工作为这一观察结果提供了解释。衰老细胞很大，因为细胞生长和分裂只是松散耦合。如果细胞分裂被损伤诱导的细胞周期检查点阻止，那么大分子生物合成将继续驱动细胞生长。因此，细胞体积增加，而 DNA 含量却没有相应增加。一旦细胞周期停滞被解除，细胞就会以更大的尺寸恢复分裂，并降低 DNA:细胞质比。

因此，细胞经历的分裂越多，它就越频繁地遇到细胞周期停滞——诱导损伤。在酵母和培养的哺乳动物细胞的复制衰老过程中，细胞大小增加，DNA：细胞质比降低。细胞增大影响体外细胞生理学。在 DNA 含量没有相应增加的情况下，年轻细胞被处理成大尺寸，表现出在衰老细胞中观察到的许多表型——首先是增殖缺陷 。大细胞尺寸是否是体内细胞衰老过程中衰老和健康损失的原因尚不清楚。

在这里该研究展示了细胞大小影响体内 HSC 的功能。已知会导致干细胞功能障碍的条件——DNA 损伤、细胞周期停滞、细胞分裂频率增加和衰老——会导致 HSC 的大小增加。通过干扰大分子生物合成或通过加速 G1 进展来减小其大尺寸来防止 HSC 增大，从而防止干细胞潜力的丧失。总之，该研究发现细胞大小是干细胞潜力的关键决定因素，并提出在 DNA 损伤和衰老过程中，干细胞增大导致 HSC 的功能下降。

原文链接：

实验分为四个不同剂量，分别是每公斤体重5×10E11个病毒载体基因组（vg），以及1×10E12、1.5×10E12、2×10E12。一些患者在给药后52周接受糖皮质激素，以防AAV病毒衣壳带来的免疫反应。

18名接受治疗的血友病患者中，16名患者的凝血因子Ⅷ得到了长期稳定表达，年化出血事件降低了91.5%。有两位患者由于对AAV病毒衣壳的免疫反应，且对免疫抑制不敏感，导致他们没能成功表达凝血因子Ⅷ。

此外，年化凝血因子Ⅷ注射次数从中位数57.5次降低到了0.6次，减少了96.4%。

有8名参与者共发生了33次与治疗相关的不良事件，其中17起不良事件与AAV病毒载体相关，包括1起严重不良事件，另外16起不良事件与糖皮质激素相关。

总的来说，这项1-2期临床试验表明，接受这种AAV基因治疗的18名A型血友病患者中有 16人成功持续表达凝血因子Ⅷ，并显著减少出血事件，且没有报告重大安全问题。

原文链接：

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2104205?query=featured_home

转化生长因子-β (TGF-β) 是一种多功能细胞因子，在细胞增殖和分化以及形态发生、组织稳态和再生中发挥重要作用。在典型的 TGF-β 信号通路中，TGF-β 结合TGFβRII 触发 TGFβRI 的磷酸化，导致 SMAD2 和 SMAD3 的磷酸化和激活。激活的 SMAD2/3 与 SMAD4 合作形成 SMAD 转录复合物，该复合物转位到细胞核中并激活其下游基因的转录。TGF-β/SMAD 信号传导的稳态受反馈回路调节，如 TGF -β/SMAD7负反馈回路，其中 SMAD7 被 SMAD2/3 反式激活，然后通过与 TGFβRI/II 结合抑制 TGF-β/SMAD 信号传导。

已经表明，TGF-β 信号传导的破坏有助于肿瘤发生、纤维化疾病、免疫功能障碍等。TGF-β 信号通路在不同的癌症类型中经常被激活，并通过诱导促转移基因的转录和促进癌细胞的迁移和侵袭来促进肿瘤转移。鉴于 TGF-β 信号传导在肿瘤发展中的重要作用，确定调节 TGF-β/SMAD 信号传导和影响肿瘤发展的新型反馈回路可能为癌症治疗提供靶点。

肝细胞癌（HCC）是一种全球常见的恶性肿瘤，死亡率很高。早期肝内复发/转移是常见事件，是导致 HCC 患者预后不佳的主要原因，而肝外转移发生的频率要低得多，并不是 HCC 死亡的主要原因。HCC 主要由慢性肝炎发展而来，由于慢性肝损伤和成纤维细胞活化，在 HCC 组织中检测到高水平的 TGF-β，这与患者的不良预后相关。

长链非编码 RNA (lncRNAs) ) 是新发现的非蛋白质编码转录本，长度超过 200 个核苷酸。LncRNA 可能与 DNA、RNA 或蛋白质相互作用以调节各种细胞活动，如增殖、凋亡和运动。越来越多的证据表明，lncRNA 的功能障碍在不同的生理和病理过程中起着至关重要的作用，包括肿瘤发展。迄今为止，lncRNA 是否调节 HCC 中的 TGF-β/SMAD 信号仍然未知。

在这项研究中，发现了一个新的 TGF-β/SMAD 通路的正反馈回路，即 TGF-β/SMAD 信号诱导 lnc-UTGF（代表被 TGF-β 上调的 lncRNA）的转录，而 lnc -UTGF 反过来通过稳定 SMAD2 和 SMAD4 的 mRNA 来促进 TGF-β/SMAD 信号传导。该研究进一步表明，肝癌细胞中 lnc-UTGF 的上调导致该正反馈回路的异常激活，从而增强 HCC 转移。

原文链接：

首先，研究人员检测了79例神经母细胞瘤样本的全基因组数据，对其基因扩增进行了详细分析，并将经历过14次及以上内部重排的扩增子定义为“地震扩增”。根据这一定义，神经母细胞瘤中228个扩增子中有20个属于“地震扩增”，并且影响了79例样本中的19例。其热点区域主要有两个，2p24（内部有MYCN）和12q13/12q15（内部有CDK4和MDM2）。除了神经母细胞瘤，研究人员进一步分析了TCGA上37种不同类型癌症的2677个肿瘤样本，对其“地震扩增”进行了描述。

由于染色体碎裂可产生大规模的基因重组，研究人员比对了染色体碎裂和“地震扩增”的区域，发现77.6%的地震扩增子与染色体碎裂区域至少部分重合，其中34.9%是完全重合。同时研究人员排除了断裂—愈合—染色体桥循环（breakage-fusion-bridge cycles）是地震扩增起始事件的可能性。

之后，研究人员对重排和扩增事件进行了分析，描述了“地震扩增”的过程模型：1）一个或多个染色体区域发生染色体碎裂；2）将随机片段整合为环状DNA；3）发生环状重组事件（这些环状重组事件与肿瘤细胞高频突变有关）；4）扩增区域或保留在双微体中、或以均匀染色区形式整合进染色体中、或形成新染色体。重要的是，“地震扩增”在肿瘤细胞中是稳定的，而非变化的。

总之，该研究定义了一种复杂的基因扩增形式——“地震突变”，并描述了其扩增过程，为理解癌症基因组演化包括染色体外环状DNA提供了新的解读。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41588-021-00951-7

基因密码子扩展技术通过进化能够识别ncAA的氨酰tRNA合成酶和tRNA分子对，在翻译含有异位琥珀密码子的mRNA过程中将ncAA插入蛋白质。基因密码子扩展技术的最重要应用是蛋白质的定点修饰，刘涛团队则关注该技术的蛋白质翻译机制，建立了在蛋白质翻译水平调控的药物蛋白调控系统。研究人员将含有异位琥珀密码子的药物蛋白基因以及氨酰tRNA合成酶和tRNA分子对插入哺乳动物细胞基因组，构建了NATS系统细胞系（图2a）。在普通培养基中，NATS细胞的核糖体翻译到异位琥珀密码子时由于缺乏ncAA而导致翻译终止。而在含有ncAA的培养基中，NATS细胞可以利用ncAA翻译药物蛋白（图2b）。

NATS系统激活的蛋白表达对ncAA有明显的浓度依赖和可逆调控。ncAA与细胞只需要接触1分钟就足以激活NATS系统：这是经典的转录水平调控系统所无法达到的。

为了在动物体内能够实现口服ncAA调控目的蛋白表达，研究人员首先做了ncAA药物代谢动力学实验，并证明ncAA可以口服被小鼠吸收。人细胞体外改造后移植到小鼠体内需要克服免疫排斥反应，为此研究人员选用两种用于临床研究的细胞包埋方法，将NATS细胞包裹选择性透过膜后进行细胞移植。选择性透过膜只允许蛋白质等生物大分子以及小分子自由通过，而将小鼠免疫细胞隔离在外，使得NATS细胞可以在小鼠体内存活并分泌目的蛋白进入血液。

糖尿病患者的血糖会随着进食情况而波动，准确和及时的血糖控制可以大幅度降低糖尿病并发症的发病概率。转录水平调控的胰岛素表达系统至少需要4小时才能降低小鼠血糖，这很难满足对于快速血糖控制的要求。为研究翻译水平调控系统的降血糖速度，研究人员对移植了NATS细胞的糖尿病小鼠进行单一剂次ncAA灌胃，结果显示小鼠口服ncAA后90分钟，就可以检测到血清胰岛素水平升高和血糖值明显降低，证明了翻译水平调控蛋白表达的速度优势。糖尿病是需要终身服药的慢性疾病，为证明NATS细胞的长期治疗效果，研究人员连续一个月监控糖尿病小鼠的胰岛素和血糖水平，发现NATS细胞可以持续控制小鼠血糖。同时，研究人员将ncAA加入小鼠饲料制成“ncAA饼干“，可以通过小鼠直接进食来控制血糖，提高了给药的便利程度。而且长期毒性实验中并没有发现ncAA对小鼠造成异常。

该文章开发的NATS系统跨越了传统的转录水平调控，直接在翻译阶段控制蛋白表达，提高了蛋白质调控速度，扩展了合成生物学用于细胞治疗的调控工具，为糖尿病等需要即时干预的疾病提供了新的治疗策略。文章首次将基因密码子扩展技术应用于细胞治疗，期待未来科学家能够进一步开发基因密码子扩展技术在疾病治疗方面的应用。

文章的第一作者是北京大学博士生陈超和黄雨佳，华东师范大学博士生余贵玲。通讯作者为北京大学药学院的刘涛研究员和华东师范大学生命科学学院叶海峰教授。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41589-021-00899-z

针对恶性肿瘤的细胞免疫疗法被认为是一种有前途的癌症医学方法。然而，这种靶向免疫治疗的基本要求是识别只在肿瘤细胞上发现并被免疫系统识别的靶分子。

恶性胶质瘤是一种无法治愈的脑部肿瘤，它在脑部扩散，无法通过手术完全切除。DKFZ的免疫学家、曼海姆大学医院(UMM)的医生Lukas Bunse解释说:“神经胶质瘤很难治疗，缺乏合适的靶结构是开发免疫疗法的一个相当大的挑战。”

通过实验小鼠模型，Bunse和他的团队现在首次证明了靶向肿瘤新表位的转基因T细胞可以用于治疗胶质瘤。

肿瘤新表位的产生是由于癌症细胞的基因突变导致产生的蛋白质的结构变化。因此它们只发生在癌细胞中。通过使用预测模型，Bunse和他的团队确定了CIC蛋白的一个片段(capicua转录抑制因子)作为T细胞攻击的一个有希望的目标结构;在所有的神经胶质瘤中，大约有2%的肿瘤显示了这种蛋白质的反复突变。

用CIC新表位接种的小鼠产生了一群T辅助细胞，它们对疫苗肽表现出高水平的激活反应。研究人员使用特别活跃的T细胞来分离负责表位识别的T细胞受体(TCR)基因。

随后，他们将分离的TCR基因转移到细胞中，从而能够在培养皿中培养大量的“转基因”T细胞，这些细胞都具有相同的、高度活跃的针对CIC新表位的TCR。

为了研究它们的功效，研究人员将转基因细胞直接注入携带胶质瘤的小鼠的脑室。与放射治疗相结合，T细胞治疗在一些动物中导致了神经胶质瘤排斥反应。

这项研究的第一作者Michael Kilian解释说:“在这里，我们首次在实验模型中表明，新抗原特异性tcr转基因细胞疗法可以有效地对抗胶质瘤。”他补充说:“这些新表位特异性tcr转基因T细胞未来可以用于不能使用CAR - T细胞治疗的癌症患者。”

嵌合抗原受体(CAR) T细胞已经被批准用于治疗B细胞白血病患者，但它只能攻击存在于癌细胞表面的肿瘤抗原。然而，这些蛋白质通常并不只在肿瘤细胞上发现，所以CAR - T细胞也会损害健康组织。

相反，转tcr基因的T细胞也可以从细胞内部攻击突变蛋白，这些突变蛋白必须通过一种称为主要组织相容性复合体(MHC)蛋白的特殊递呈分子暴露在细胞表面。大多数T细胞只对MHC分子提供的抗原有反应。为了取得可以转移到人类身上的结果，卢卡斯·邦斯和他的团队因此需要用转基因小鼠来研究人类MHC分子。

“我们的研究表明，tcr转基因T细胞也可以用于治疗脑肿瘤患者，”DKFZ神经免疫学和脑肿瘤免疫学临床合作单位负责人、曼海姆大学医院神经内科医学主任Michael Platten说。在与海德堡医学院神经内科医学主任Wolfgang Wick的合作中，Platten和神经肿瘤学家团队希望使用类似的方法来改进tcr转基因T细胞疗法，并在早期临床试验中进行研究。

参考文献：

Michael Kilian, Mirco Friedrich, Khwab Sanghvi, Edward Green, Stefan Pusch, Daisuke Kawauchi, Martin Löwer, Jana K. Sonner, Christopher Krämer, Julia Zaman, Stefanie Jung, Michael O. Breckwoldt, Gerald Willimksy, Stefan B. Eichmüller, Andreas von Deimling, Wolfgang Wick, Felix Sahm, Michael Platten, Lukas Bunse. T cell receptor therapy targeting mutant capicua transcriptional repressor in experimental gliomas. Clinical Cancer Research, 2021; clincanres.1881.2021 DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-21-1881