一种条件控制的可剪接嵌合抗原受体分子及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种条件控制的可剪接嵌合抗原受体分子及其应用，所述可剪接嵌合抗原受体分子包括抗原识别单元和信号转导单元，其中所述抗原识别单元包括抗原识别结构域、跨膜结构域、共刺激信号域、N端剪接域和降解子；所述信号转导单元包含条件信号响应结构域、C端剪接域和信号传导结构域。这样的条件控制的可剪接系统可在肿瘤微环境信号下实现两个单元的剪接和信号的传导。其中，抗原识别单元可自发/诱发降解，减少在正常组织中的滞留。信号传导单元可响应肿瘤微环境特定条件信号，具有正常组织环境下低表达，肿瘤微环境下高表达的特点。所述条件控制的可剪接系统可通过接入不同的功效基因来实现实体瘤治疗药物的制备及精准治疗。准治疗。准治疗。

【技术实现步骤摘要】
一种条件控制的可剪接嵌合抗原受体分子及其应用


[0001]本专利技术属于生物医药
，具体涉及一种条件控制的可剪接嵌合抗原受体分子及其编码核酸分子、载体、宿主细胞，和它们在治疗乏氧性疾病中的应用。

技术介绍

[0002]癌症免疫治疗涉及单克隆抗体、疫苗、基因治疗、细胞治疗等疗法，其中靶向肿瘤抗原的单克隆抗体、免疫检查点抑制剂、T细胞受体修饰T细胞(T cell receptor T cells，TCR
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T cells)、嵌合抗原受体T细胞(Chimeric antigen receptor T cells，CAR
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T cells)等免疫治疗方法在临床研究中显示出令人瞩目的抗肿瘤效果。然而，在细胞治疗方面，由于肿瘤特异性抗原缺乏而带来的脱靶效应往往可能造成致死性副作用(Morgan RA,Yang JC,Kitano M,et al.Case report of a serious adverse event following the administration of T cells transduced with a chimeric antigen receptor recognizing ERBB2[J].Mol Ther.2010,18:843
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851)，从而大大限制了细胞治疗在实体瘤中的临床应用。因此，有必要进一步开发可调控的、具有时空特异性的细胞免疫治疗技术，方可降低对正常组织的损伤，提高对肿瘤病灶的治疗特异性。
[0003]先前的研究报道了一种模块化的CAR设计，研究者将完整的CAR分子分成两个模块，分别是定位于细胞膜上的抗原识别模块，其用于识别肿瘤细胞表面的抗原；另外一个是胞内的信号传导模块。模块化CAR的激活基于两个条件，一是工程化T细胞要通过抗原识别模块识别肿瘤细胞表面的抗原，工程化T细胞结合到肿瘤细胞，但本身不能激活，只有在外界小分子化合物出现的时候，抗原识别模块和信号传导模块偶联方可传递激活信号，才能够杀伤肿瘤细胞(Wu CY,Roybal KT,Puchner EM,Onuffer J,Lim WA.Remote control of therapeutic T cells through a small molecule
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gated chimeric receptor[J].2Science.2015,350(6258):aab4077)。然而，上述模块化CAR的激活严格依赖外界小分子化合物的添加，施加和停用外界小分子化合物的合适时机给临床应用提出了巨大的挑战。
[0004]现代医学研究发现，缺氧与关节炎、糖尿病性视网膜病变、缺血性心脏病、中风等诸多疾病，特别是实体瘤密切相关。由于实体瘤内异常血管结构引起的供血不足以及肿瘤细胞的过度增殖，从而营造了一个相对缺氧的肿瘤微环境，肿瘤组织内的氧气水平常常低于2％(Brown JM,Wilson WR.Exploiting tumour hypoxia in cancer treatment[J].Nat Rev Cancer,2004,4:437
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447)，所以缺氧是多种实体瘤的一个共有特征信号。因此，如何通过利用肿瘤微环境与正常组织微环境的差异，从而以此为影响因素严格控制模块化CAR的活化驱动，实现其在肿瘤治疗中的临床应用，可解决现有技术中依赖于外界施加小分子化合物驱动模块化CAR的活化造成的不便利和不精确的问题。

技术实现思路

[0005]鉴于现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种条件控制的可剪接嵌合抗原受体(CAR)分子及其在实体瘤等乏氧性疾病的治疗，特别是在实体瘤的CAR
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T细胞
治疗中的应用。
[0006]在本专利技术中，对部分术语的说明或定义如下：
[0007]术语“可剪接的”是指蛋白质分子可以被剪切后重新接合。
[0008]术语“抗原识别单元”是指能够特异性结合和识别靶抗原的蛋白质分子。
[0009]术语“信号转导单元”是指能够传递信号的蛋白质分子。
[0010]术语“抗原识别结构域”是指能够特异性识别靶抗原的功能域，通常包括单链抗体(Single
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chain fragment variable，scFv)、单域抗体(Single domain antibody，sdAb)和受体的胞外端等。
[0011]术语“跨膜结构域”是指蛋白质序列中跨越细胞膜的区域。
[0012]术语“共刺激信号域”是指参与适应性免疫的免疫细胞表面所表达的不同共刺激分子及其配体相互结合而产生共刺激信号的结构域，通常为选自CD27、CD28、4
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1BB、OX40和ICOS等共刺激分子的共刺激信号域。
[0013]术语“N端剪接域”是指内含肽的N端结构域，可与C端剪接域进行剪接。
[0014]术语“降解子”是指一段特定的氨基酸序列，其可被细胞内的蛋白酶识别，以介导目标蛋白的降解清除。
[0015]术语“条件信号响应结构域”是指一段特定的氨基酸序列，其可以响应特定条件信号并调控目标蛋白的降解和富集，特定条件信号包括氧含量、光照和温度。
[0016]术语“C端剪接域”是指内含肽的C端结构域，可与N端剪接域进行剪接。
[0017]术语“信号传导结构域”是指含有多个免疫受体酪氨酸激活基序(Immunoreceptor tyrosine
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based activation motif，ITAM)的T细胞受体的信号传导结构域，包括CD3γ，CD3δ，CD3ε和CD3ζ。
[0018]术语“乏氧性疾病”是指组织氧含量低于1％的疾病，特别是实体肿瘤。
[0019]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0020]第一方面，本专利技术提供了一种条件控制的可剪接嵌合抗原受体分子，其包括抗原识别单元和信号转导单元，其中所述抗原识别单元包括抗原识别结构域、跨膜结构域、共刺激信号域、N端剪接域和降解子；所述信号转导单元包含条件信号响应结构域、C端剪接域和信号传导结构域。
[0021]本专利技术提供的条件控制的可剪接嵌合抗原受体分子能够响应特定条件信号，例如缺氧，从而实现抗原识别单元和信号转导单元的剪接。其中，所述抗原识别单元可自发/诱发降解，减少在正常组织中的滞留，而所述信号传导单元可以响应特定条件信号，例如缺氧，并且具有在正常组织环境下低表达，而在肿瘤微环境下富集的特点。
[0022]在根据本专利技术的嵌合抗原受体分子中，所述抗原识别结构域所结合的抗原可以选自CD47、AXL、EGFR、CD7、CD24、FAP、CD147、HER2、ROR1、ROR2、CD133、EphA2、CD171、CEA、EpCAM、TAG72、IL
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13Rα、EGFRvIII、GD2、FRα、PSCA、PSMA、GPC3、CAIX、Claudin18.2、VEGFR2、PD<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种条件控制的可剪接嵌合抗原受体分子，其包括抗原识别单元和信号转导单元，其中所述抗原识别单元包括抗原识别结构域、跨膜结构域、共刺激信号域、N端剪接域和降解子；所述信号转导单元包含条件信号响应结构域、C端剪接域和信号传导结构域。2.根据权利要求1所述的嵌合抗原受体分子，其中，所述抗原识别结构域所结合的抗原选自CD47、AXL、EGFR、CD7、CD24、FAP、CD147、HER2、ROR1、ROR2、CD133、EphA2、CD171、CEA、EpCAM、TAG72、IL
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13Rα、EGFRvIII、GD2、FRα、PSCA、PSMA、GPC3、CAIX、Claudin18.2、VEGFR2、PD
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L1、MSLN、MUC1、c
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Met、B7
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H3或TROP2抗原中的一种或多种；优选地，所述抗原识别结构域所结合的抗原为CD47抗原；优选地，所述跨膜结构域选自CD3ζ、CD4、CD8、CD28或CD137/4
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1BB跨膜结构域中的一种或多种；更优选地，所述跨膜结构域为CD28跨膜结构域；优选地，所述抗原识别单元中的共刺激结构域选自CD2、CD27、CD28、CD40、OX40、CD137/4
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1BB、TLR1、TLR2、TLR3、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7、TLR8、TLR9、TLR10、TLR11或Dap10共刺激结构域中的一种或多种；更优选地，所述抗原识别单元中的共刺激结构域选自CD28或CD137/4
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1BB共刺激结构域中的一种或多种；优选地，所述N端剪接域选自蛋白质内含子或SpyTag/SpyCatcher自组装子中的一种或多种；更优选地，所述N端剪接域为蛋白质内含子Int
N
；优选地，所述降解子选自二氢叶酸还原酶(DHFR)、雌激素受体(ER)、沙门氏菌III型分泌系统效应蛋白(SopE)、植物激素诱导蛋白降解子、不稳定域(AD)或光敏蛋白降解子中的一种或多种；更优选地，所述降解子选自雌激素受体或沙门氏菌III型分泌系统效应蛋白中的一种或多种；最优选地，所述降解子为突变型雌激素受体(ERm)。3.根据权利要求1或2所述的嵌合抗原受体分子，其中，所述条件信号响应结构域选自氧依赖降解结构域(ODD)、温度敏感结构域、pH敏感结构域、光敏结构域或炎症因子响应结构域中的一种或多种；优选地，所述条件信号响应结构域为氧依赖降解结构域；优选地，所述C端剪接域选自蛋白质内含子或SpyTag/SpyCatcher自组装子中的一种或多种；更优选地，所述C端剪接域为蛋白质内含子Int
C
；优选地，所述信号传导结构域选自CD3ξ、FcγRIII、FcεRI、Fc受体信号传导结构域或携带免疫受体酪氨酸活化基序(ITAM)信号传导分子中的一种或多种；更优选地，所述信号传导结构域为CD3ξ信号传导结构域。4.根据权利要求3所述的嵌合抗原受体分子，其中，所述信号转导单元还包含共刺激信号结构域；优选地，所述信号转导单元中的共刺激信号结构域选自CD2、CD27、CD28、CD40、OX...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建青，张晓燕，廖启彬，丁相卿，王诗语，
申请(专利权)人：上海鑫湾生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：