开发一种新型GAK溶液，以有效维持NK细胞的存活率和抗肿瘤功能

《Stem Cell Research & Therapy》：Development of a novel GAK solution for efficient hypothermic preservation of NK cell viability and anti-tumor function

　　

摘要

背景

自然杀伤细胞在当前的免疫治疗模式中展现出巨大的潜力。低温保存是临床运输和临时储存NK细胞产品的重要步骤。然而，在这一过程中，细胞的存活率和功能都会显著下降。导致细胞损伤的核心机制尚不清楚，目前也缺乏有效的专门保存方案。本研究旨在阐明细胞在低温保存过程中的主要死亡方式，并保持NK细胞的活性。

方法

本研究首先评估了不同静脉输液和温度对NK细胞保存效果的影响。随后，通过使用多种细胞死亡抑制剂、分子生物标志物检测方法和电子显微镜技术，系统地分析了细胞死亡的方式。基于这些发现，我们通过用葡萄糖替代乳酸钠来增强能量供应，添加抗氧化剂α-生育酚以减轻氧化应激，并将钾离子浓度提高到22.5 mM以抑制过度的营养吸收和相关的氧化损伤，从而优化了最佳保存液配方。这种优化后的配方被命名为GAK溶液。通过体外细胞存活率和细胞毒性实验以及体内白血病异种移植模型，全面评估了其保存效果。

结果

在4°C下储存的效果明显优于25°C。在测试的静脉输液中，乳酸林格液在保持NK细胞存活率和功能方面表现最佳。NK细胞在低温保存过程中会经历复杂的死亡途径，包括铁死亡（ferroptosis）、焦亡（pyroptosis）和坏死（necroptosis）。我们优化的GAK溶液有效缓解了能量耗竭和氧化应激，显著保持了NK细胞在低温储存后的存活率和对抗多种肿瘤细胞的强大细胞毒性。体内实验进一步证明，用GAK溶液保存的NK细胞保持了显著的抗肿瘤活性，这有助于延长携带肿瘤的小鼠的生存时间。

结论

本研究揭示了NK细胞在低温条件下的多种死亡机制，并成功开发出一种定义明确且高效的GAK溶液。GAK溶液为NK细胞的低温保存提供了一种新的方法，促进了NK细胞产品的有效便捷运输，这对加速细胞免疫疗法的临床应用具有重要的实际意义。