Nature子刊：光遗传学工具LiSmore助力精准细胞免疫疗法

德州农工大学Yun Huang教授与Yubin Zhou教授团队合作，在 Nature Communications 期刊发表了题为：Optogenetic engineering of STING signaling allows remote immunomodulation to enhance cancer immunotherapy 的研究论文。

该研究开发了名为LiSmore（light-inducible SMOC-like repeats）的光遗传学工具。表达LiSmore的树突状细胞（LiSmore-DC）可在蓝光作用下时空特异性地激活STING信号通路，促进DC细胞的成熟及抗原提呈作用，进而激活CD8+T细胞的肿瘤杀伤作用。

LiSmore-DC还可与PD-L1单抗联合，可协同增效对单抗失效肿瘤的抑制作用。此外，蓝光激活的LiSmore-DC具有杀伤远端肿瘤的效应（Abscopal effect），可有效抑制非光照侧的黑色素瘤生长。因此，LiSmore的应用实现了对DC细胞STING通路的时空精准操控，从而实现了安全精准的细胞免疫疗法（图1）。

图1. 光遗传学工具LiSmore的应用可实现蓝光作用下时空特异性地激活STING信号通路，与STING小分子激动剂相比，LiSmore的应用避免了系统性给药带来的STING通路过度激活、泛细胞激活带来的副作用。

LiSmore由CRY2clust与STING蛋白C末端功能域相融合组成（图2），其可响应强度低至0.1mW/cm2的蓝光，研究显示，表达LiSmore的DC细胞可在蓝光照射下特异性激活STING信号通路，上调CD80，CD86，CCR7等激活标志物的表达，促进DC的成熟及抗原提呈作用。LiSmore-DC可激活OT-1 T细胞的活化与增殖，促进其IFNγ的释放，并在体内外模型中增强OT-1 T细胞对B16-OVA细胞的杀伤作用（图3）。

图2. LiSmore构建示意图及功能表征。（a）设计示意图；（b）CRY2-pLxIs在蓝光激活后发生多聚，招募TBK1-GFP, 并激活STING信号通路下游基因（c）；（d）与CRY2-pLxIS相比，LiSmore可被强度低至0.1mW/cm2的蓝光激活，促进IFNβ的生成释放

图3. （a）蓝光LED照射荷瘤小鼠;（b）实验设计图;（c,d）蓝光可特异性激活转输至体内的LiSmore-DC，促进其抗原提呈作用，有效的抑制了B16-OVA肿瘤的生长

LiSmore可以与抗PD-L1检查点免疫疗法协同应用，改变肿瘤微环境，使“冷”肿瘤变“热”，协同增效免疫治疗的效果（图3a-b）。除此之外，蓝光激活的LiSmore-DC具有杀伤远端肿瘤的效应（Abscopal effect），可有效抑制非光照侧的黑色素瘤生长（图4c）。

图4. （a-b）蓝光激活LiSmore-DC后，可有效的抑制LL/2-OVA肿瘤生长。PD-L1单抗及蓝光激活LiSmore-DC联合可进一步的抑制LL/2肿瘤生长。（c）蓝光激活的LiSmore-DC可有效抑制光照侧（近端）及非光照侧（远端）的肿瘤生长，而STING激动剂2’3’ cGAMP仅能抑制注射区肿瘤的生长，对远端肿瘤无明显抑制作用。

综上，光遗传学工具LiSmore的应用可实现蓝光作用下时空特异性地激活STING信号通路，与STING小分子激动剂相比，LiSmore的应用避免了系统性给药带来的STING通路过度激活、泛细胞激活带来的副作用。LiSmore DC细胞在蓝光照射后特异性激活，发挥抗原呈递及T细胞激活作用，在体内外模型中显示了显著的肿瘤抑制效果，实现了安全精准的细胞免疫疗法。