利用合成生物学，研究人员揭示了snipr受体的革命通过提高肿瘤的精确性和安全性来扩大CAR - t细胞疗法。

在最近发表在《自然》杂志上的一项研究中，来自美国的研究人员开发了合成膜内蛋白水解受体（SNIPR）结构，以激活工程治疗细胞以响应可溶性配体。这种新的受体系统通过配体诱导的二聚化和内吞蛋白水解来运作，为检测可溶性因子提供了高灵敏度和特异性。他们发现，snipr允许CAR -t细胞精确定位到肿瘤，并支持合成细胞间信号传导，同时避免脱靶效应。

背景

生化信号的基础在于细胞对可溶性分子的感知和反应能力，从而实现免疫反应和组织发育等复杂功能。在合成生物学中模仿这一点可能会给治疗应用带来革命性的变化，比如创造出对远距离信号做出反应的工程细胞，或者只通过人工途径进行交流。然而，现有的用于检测可溶性因子的受体系统，如嵌合抗原受体(CAR)-T细胞，面临着诸如弱反应、有限的配体灵活性和复杂的多组分设计等挑战，这些都阻碍了临床翻译。

为了解决这些限制，研究人员开发了紧凑的单链受体snipr。snipr使用基于notch的结构，但独特地绕过机械传感滤波器，使它们能够以高灵敏度和低背景活性检测可溶性配体。与传统的synNotch受体不同，snipr可以通过另一种激活途径感知可溶性因子，包括配体触发的二聚化和随后的内体信号传导。它们的模块化和效率使snipr成为在免疫细胞中实现精确治疗遗传程序的有前途的工具，克服了当前受体平台的限制。在本研究中，研究人员探索了是否可以设计SNIPR系统来检测可溶性配体，为治疗性细胞工程和合成生物学的多种应用铺平了道路。

一个关于研究

Dual-functio治疗精准性：snipr可以感知天然和合成配体，在检测疾病状态和创建生物正交方面具有双重应用Nal蜂窝通信网络。

snipr设计用于检测可溶性肿瘤相关细胞因子，如转化生长因子β (TGF-β)和血管内皮生长因子α (VEGF)，使用来自这些细胞因子抗体的单链可变片段（scFvs）。将snipr整合到人CD3+ t细胞中，并检测其与配体结合的活性。通过调整scFv特性和铰链域来调整性能。例如，将铰链域的半胱氨酸残基突变为丝氨酸增强了敏感性并减少了背景激活。使用小分子抑制剂如DAPT和氯喹研究了SNIPR的激活。利用合成的异源二聚体进行生物正交通信，利用不同的配体和几何结构调节“OrthoSNIPR”信号。

为了评估可溶性SNIPR-CAR电路的治疗潜力，我们将snipr与肿瘤细胞系共培养，并测量配体的产生和CAR的表达。这包括在体外和体内测试针对多种肿瘤相关配体的snipr，以确认其选择性和治疗相关性。体外，通过不同car的活细胞成像来评估t细胞杀伤。在体内，在患有黑色素瘤和肺腺癌的小鼠中测试了SNIPR-CAR - t细胞回路，比较了标准CAR-T治疗的有效性。治疗窗口也使用靶向人表皮生长因子受体2 （Her2）的交叉反应性CAR进行了测试。

结果与讨论

在配体暴露后，snipr成功地激活了人类t细胞的转录反应。对scFv身份、取向和转激活结构域的修饰增强了SNIPR的效力，同时保持了特异性。此外，snipr还检测到其他因子，如成纤维细胞生长因子2和干扰素-γ。使用LHD异源二聚体的生物正交“orthoSNIPR”系统可以独立于天然蛋白对工程细胞信号进行精确控制。该系统实现了“私有”通信通道，只有经过改造的细胞才能识别和响应特定的合成信号。

除癌症外的广泛意义：通过检测复杂生物系统中形态因子或细胞因子的梯度，snipr还可用于组织工程、发育生物学和自身免疫研究。

研究表明，snipr的激活是通过内吞途径发生的，其中配体结合触发受体内化，随后内体发生蛋白水解。这是通过共聚焦成像证实，显示配体-受体共定位在内部隔室。使用设计的具有不同价和几何形状的合成配体进一步证明了SNIPR响应的可调性，允许对信号强度和时间进行精细控制。orthoSNIPR系统在其信号响应中表现出可调性，受配体价和几何形状的影响，可以支持外部因素调节激活的条件信号。此外，该系统还启用了自主信号。

在体外，SNIPR- t细胞对TGF-β1和VEGFα等可溶性因子的反应呈剂量依赖性，配体的产生与SNIPR激活之间存在明显的相关性。SNIPR→CAR电路显示出有效的肿瘤细胞杀伤，her2特异性CAR尤其有效。由于延迟的CAR表达，这些电路显示出较慢的杀伤动力学，但也具有出色的特异性。在体内，与组成型CAR- t细胞相比，SNIPR→CAR电路提高了安全性和有效性。例如，设计用于降低肺毒性的交叉反应性CAR回路显示出有效的肿瘤控制，而没有传统CAR疗法观察到的严重脱靶效应。

结论

综上所述，该研究表明，可溶性snipr能够在发育过程中感知梯度，并报告癌症和自身免疫等疾病的免疫状态，因此它们是治疗性生物工程和生物学中有前途的通用工具。紧凑和可定制的snipr设计支持复杂的生物计算电路和多受体系统，为治疗和研究提供精确的细胞控制。

未来对snipr的研究可以探索通过诸如铰链结构域工程之类的修改来优化响应谱，从而更好地控制受体活性。此外，将snipr与多受体电路结合或将可溶性和膜结合配体检测结合可以扩大其在动态和复杂组织环境中的适用性。研究可溶性和膜结合配体的双重激活可以提高靶向微环境的精度。此外，将snipr与多细胞信号网络整合可以帮助开发复杂疾病的先进治疗策略。这些应用从癌症治疗扩展到发育生物学和组织工程，在这些领域控制信号梯度是至关重要的。