T细胞浸润肿瘤的三维微流控模型及其在过继性T细胞治疗中的应用研究

Adoptive T cell therapy for cancer is a dynamic process with multiple steps in vivo. Among these steps, infiltration of CD8+ T cells is a critical one which directly determines the anti-tumor efficacy. However, the whole process of infiltration and cytotoxicity could hardly be visualized or analyzed based on current models, thus limiting the optimization of adoptive T cell therapy. To solve this problem, we intend to model the three-dimensional tumor environment for T cell infiltration by integrating the interaction of T cells, vascular endothelium and tumor on microfluidics. This model could offer a platform for dynamic evaluation of anti-tumor potency for CD8+ T cells, including the migration in lumen, interactions with endothelium, extravasation and real-time cytotoxicity. Furthermore, the role of CD4+ T cells in CD8+ T cell infiltration and cytolysis would be elucidated utilizing this model. The result of this research may be translated into an optimized strategy for adoptive T cell therapy in clinic and serve as an example for other anti-cancer immunotherapy based on T cells.

过继性T细胞治疗在体内发挥抗肿瘤效应是一个多步骤的动态过程。其中，CD8+ T细胞浸润肿瘤的过程直接影响着最终的抗肿瘤效力。由于现有研究模型的局限，我们难以对T细胞在体内浸润-杀伤肿瘤的全局过程进行直观的检测或分析，因而严重限制了对过继性T细胞治疗策略的进一步探索和优化。为了填补这一研究空白，本项目拟利用微流控芯片技术，建立“T细胞-血管内皮-肿瘤”微环境模型，实现对CD8+ T细胞浸润肿瘤过程的体外三维模拟。通过定量分析CD8+ T细胞在肿瘤相关血管中迁移、与内皮细胞作用、渗出血管等浸润过程，并联合杀伤肿瘤实时检测，为评价和研究人特异性CD8+ T细胞的抗肿瘤潜力提供新的平台。基于这一评价体系，我们有望阐明CD4+ T细胞对人特异性CD8+ T细胞浸润-杀伤肿瘤的影响作用及其分子机制，从而提高过继性T细胞抗肿瘤临床治疗水平，也为其它基于T细胞的抗肿瘤转化医学研究提供借鉴。

过继性T细胞治疗在体内发挥抗肿瘤效应是一个多步骤的动态过程。其中，CD8+ T细胞浸润肿瘤的过程直接影响着最终的抗肿瘤效力。由于现有研究模型的局限，我们难以对T细胞在体内浸润-杀伤肿瘤的全局过程进行直观的检测或分析，因而严重限制了对过继性T细胞治疗策略的进一步探索和优化。为了填补这一研究空白，本项目利用微流控芯片技术，建立“T细胞-血管内皮-肿瘤”微环境模型，实现对CD8+ T细胞浸润肿瘤过程的体外三维模拟。通过定量分析CD8+ T细胞在肿瘤相关血管中迁移、与内皮细胞作用、渗出血管等浸润过程，并联合杀伤肿瘤实时检测，为评价和研究人特异性CD8+ T细胞的抗肿瘤潜力提供了新的平台。基于这一评价体系，我们阐明了CD4+ T细胞对人特异性CD8+ T细胞浸润-杀伤肿瘤的影响作用及其分子机制，从而为基于T细胞的抗肿瘤转化医学研究提供了新思路。