在人类漫长的进化长河里，我们始终面临许多看不见的杀手，这其中不仅有细菌、病毒这种外敌，还有体内因基因变异而不受控制的“叛徒”——癌细胞。所幸，人类在这场贯穿进化史的斗争中，也演化出一个强大的武器——免疫系统。
随着生物学和医学的发展，人类对癌症以及自身免疫系统的认知愈渐加深，肿瘤免疫治疗方兴未艾。顾名思义，免疫治疗是通过激活癌症患者的免疫系统并使之自行清除肿瘤组织，这为广大癌症患者带来新的希望。
值得注意的是，有效和可获得的自然杀伤(NK)细胞的来源将扩大它们作为免疫治疗药物的使用，特别是对实体癌症。
近日，韩国生命工学研究院(KRIBB)的研究人员在 Nature 子刊 Nature Biomedical Engineering 上发表了题为：Directly reprogrammed natural killer cells for cancer immunotherapy 的研究论文。
研究团队证明了利用多能转录因子和优化的重编程培养基，人类体细胞可以直接重编程成CD56+CD16+表型的自然杀伤(NK)细胞。直接重编程NK细胞具有很强的先天适应免疫调节活性，并对多种癌症细胞具有很强的杀伤能力，包括难以治疗的实体癌症和癌症干细胞。
自然杀伤细胞(Natural Killer Cells，NK)是机体重要的免疫细胞，与抗肿瘤、 抗病毒感染和免疫调节有关。此前的研究发现，使用NK细胞进行免疫治疗可以克服T细胞抗癌免疫治疗的局限性，并在癌症研究和治疗中发挥重要作用。
值得注意的是，与T细胞相比，NK细胞对靶细胞的识别是抗原非特异性的，不受主要组织相容性复合体(MHC)的限制。不仅如此，NK细胞还可以选择性地杀死与癌症耐药性、再发生和转移相关的静止的或非增殖的癌症干细胞。
因此，NK细胞被认为是一种很有前途的、持久的癌症治疗策略。
在这项研究中，研究团队试图通过多能转录因子(Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc)介导的直接重编程获得NK细胞。研究人员重点优化了NK命运特异性重编程培养基，他们发现使用Wnt信号激活剂和芳基烃受体(AhR)抑制剂的组合在直接重编程NK细胞(drNK)的生产中最有效。
研究结果表明，外周血单个核细胞(PBMC)和T细胞具有较高的可用性和易用性，是生产drNK细胞的理想起始细胞选择
drNK细胞的生成
研究人员还通过流式细胞术检测了drNK细胞的表型特征，他们发现大多数drNK细胞CD56和CD16呈双阳性，而其他谱系标记物如CD19(B细胞)和CD14(单核细胞)则呈阴性。此外，比较转录和免疫表型显示，虽然drNK细胞和传统NK细胞存在一些差异，但主要表型还是比较相似。
大多数drNK细胞CD56和CD16呈双阳性
紧接着，研究团队通过测定drNK细胞诱导细胞溶解活性、细胞因子分泌和脱颗粒的能力来评估它们的抗肿瘤能力。值得注意的是，即使在没有刺激的情况下，drNK细胞也能广泛杀伤各种血液癌细胞和实体癌细胞，由此证实drNK细胞具有很强的杀死各种癌细胞的能力。
不仅如此，研究团队评估drNK细胞的抗癌症干细胞(CSC)的活性，对此研究人员构建了结肠癌细胞的3D培养物和相应小鼠肿瘤模型。研究结果显示，drNK细胞在体内外均能有效地靶向和杀死大量结肠癌细胞和癌症干细胞。
drNK细胞的CSC杀伤活性
值得注意的是，CAR-T细胞疗法是一种新兴的十分有潜力的免疫疗法。因此，研究团队构建了表达CAR的drNK细胞，即CAR-drNK细胞，使得drNK细胞的毒性和特异性能够重定向，从而对靶标癌细胞具有特异性和强大的抗癌活性。
CAR-drNK细胞的构建
总而言之，这项研究生成了直接重编程的NK细胞——drNK细胞，并在细胞实验、3D肿瘤培养物和小鼠肿瘤模型中证实：与传统的NK细胞，drNK细胞更有效地杀伤了难以治疗的实体瘤和癌症干细胞，从而表明drNK细胞在体内具有优越的抗癌活性。
作者在文中写道：“无论是CAR-drNK细胞，还是drNK细胞与细胞毒性抗体结合，都能产生选择性的、增强效力的抗癌效果。将人类体细胞直接重编程为NK细胞，有利于产生自体和异体NK细胞，并将有助于癌症免疫疗法和联合疗法的设计和测试!”
