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Arc研究所、Gladstone研究所和加州大学旧金山分校的科学家们开发了一个表观遗传编辑平台，该平台能够安全地修饰人类原代T细胞中的多个基因，从而解决了下一代细胞疗法中的关键制造和可扩展性挑战。这项研究于2025年10月21日发表在《自然生物技术》杂志上，展示了CRISPRoff和CRISPRon如何重新编程患者自身的T细胞以用于治疗目的，而不会产生传统基因编辑方法带来的细胞毒性和DNA损伤。
这项研究于2025年10月21日发表在《自然生物技术》杂志上，展示了CRISPRoff和CRISPRon如何重新编程患者自身的T细胞以用于治疗目的，而不会产生传统基因编辑方法带来的细胞毒性和DNA损伤。
越来越多的T细胞疗法，包括CAR-T干预，都是个性化治疗，通过基因改造患者的T细胞来靶向并摧毁癌细胞。这些方法在治疗血癌方面取得了成功，但在应用于实体瘤时往往失败，因为实体瘤会产生恶劣的环境，过度刺激T细胞，最终导致T细胞衰竭。然而，利用CRISPR技术设计更复杂的“装甲”T细胞，使其能够在实体瘤中发挥作用，已被证明具有挑战性，因为同时编辑多个基因会导致毒性和细胞死亡。
CRISPRoff 和 CRISPRon 避免了这个问题，它们使科学家能够通过表观遗传修饰（一种稳定的化学标签，无需切割 DNA 或改变基因组序列即可控制基因表达）来可编程地沉默或激活基因。CRISPRoff 通过在目标启动子上沉积甲基化标记来沉默通常限制 T 细胞功能的基因，而 CRISPRon 则通过去除这些标记来激活有益基因。与需要切割 DNA 螺旋（这可能会损害或杀死 T 细胞）的传统 CRISPR 方法不同，这些表观遗传编辑器可以同时修改多达五个基因，同时保持较高的细胞存活率。
Arc 研究所核心研究员、加州大学旧金山分校副教授Luke Gilbert表示：“T 细胞基本上记住了我们的编程指令。我们只需几天时间就能提供表观遗传编辑器，但基因沉默效应在数十次细胞分裂和多轮免疫激活后仍能保持稳定。”
为了展示该平台的潜力，研究人员利用 CRISPR 技术插入靶向癌症的受体，并同时利用 CRISPRoff 沉默 RASA2（一种抑制 T 细胞活化的分子制动器）基因，从而构建了增强型 CAR-T 细胞。这些双工程细胞在实验室测试中经受了反复的挑战，仍保持了其抗癌能力，而未沉默 RASA2 基因的 CAR-T 细胞则逐渐衰竭。在小鼠白血病模型中，与标准 CAR-T 方法相比，增强型 CAR-T 细胞显著提高了肿瘤控制效果，并提高了生存率。
“我们利用基因工程对T细胞进行编程，使其能够搜寻癌细胞，并利用表观遗传工程来增强其抗癌功能，”格拉德斯通-加州大学旧金山分校基因组免疫学研究所所长、本研究的共同资深作者Alex Marson说。“将基因工程和表观遗传工程的力量结合起来，如今为开发治疗多种不同疾病的独特方案带来了广阔的希望。”
“我们不仅可以增加靶向能力，还可以系统地重新编程这些细胞的功能，使其以可扩展的方式发挥作用，从而创造出更有效的治疗产品，”第一作者、Marson 和 Gilbert 实验室的博士生 Laine Goudy 说。“本文中的数据可以支持某些应用直接进入临床试验。”
除了癌症应用之外，该方法还为自身免疫性疾病治疗、移植医学以及其他重编程T细胞可以造福患者的领域开辟了新的可能性。CRISPRoff 采用了已用于生产 FDA 批准的 CAR-T 疗法的细胞制造方案，只需将研究级试剂转化为临床级试剂即可。研究团队正在考虑下一步在人体上测试该技术的步骤。
“刚开始的时候，我们并不确定这是否会在 T 细胞中取得成功，而且我们花了数年时间进行方法优化，才克服了一些根本性的挑战，但看到核心技术极其强大，我们感到非常欣慰，”Gilbert 说道。“CAR-T 疗法是一个令人难以置信的成功案例，但在实体瘤治疗领域，我们相信我们的方法可以推动下一代 CAR-T 疗法的发展，造福患者。”
Gilbert 是该论文的四位共同资深作者之一，其他三位作者包括加州大学旧金山分校实验室医学系助理教授兼加州大学旧金山分校研究性细胞治疗项目主任Brian Shy 、加州大学旧金山分校微生物学和免疫学系副教授Justin Eyquem ，以及格拉德斯通高级研究员兼加州大学旧金山分校教授Marson。Goudy领导了技术开发。
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