キメラ抗原受容体
第一世代のCARでは、細胞内ドメインにはT細胞受容体の細胞内シグナルを伝達するCD3ζ-チェーンから得たものを用いていた。 第二世代CARでは、種々の共刺激タンパク質受容体から得た細胞内信号ドメインが細胞内の部位に追加されている(例: CD28、41BB、ICOS)。前臨床研究では、第二世代のCARは、T細胞の抗腫瘍活性を改善させた。 第三代のCARではさらに効果を増すため、複数の信号伝達ドメインを繋いでいる(CD3ζ-CD28-41BBやCD3ζ-CD28-OX40など)。
CAR治療の進化は、基礎研究から臨床応用への良い例である。 PI3K結合部位はCD28の共受容体であると同定された。ITAMモチーフは、CD4-lckまたは D8-p56lck複合体の対象であることが同定された。
Strep-tag II配列(Trp-Ser-His-Pro-Gln-Phe-Glu-Lysというポリペプチド配列。これは ストレプトアビジンに親和性がある)を合成したCARの特定の部位に挿入し、これを持つT細胞だけを取り出す。スペーサー長を最適にし、抗体でコーティングされ、マイクロビーズで集められ、大規模に必要なCAR-T細胞だけを集めることができる。 Strepタグを用いて、人工細胞を刺激し、急速に増殖させることができる。 Strepタグに結合する抗体を用いることで、人工細胞を200倍まで増やすことができる。既存の方法とは異なり、この技術によりがん特異的T細胞のみを増やすことができる。
抗原認識 領域は一般的にscFvが用いられるが、多くの派生種がある。 抗原認識ドメインは、 T細胞受容体 (TCR) のαとβシングルチェーンから得られる。単純な細胞外ドメインにとして(例: CD4の細胞外ドメインはHIVに感染した細胞を認識する)や、サイトカイン 認識部分(サイトカイン受容体から得られる)などがある。 高い親和性を持つものが、抗原認識部位として用いられる。
膜貫通ドメインは疎水性のαヘリックスからなる。 一般的には、膜貫通ドメインには、細胞内ドメインの細胞膜に最も近い部分を用いる。 興味深いことに、人工TCRは本来のTCRに比べ、CD3-ζ膜貫通ドメインがアスパラギン酸残基での荷電に依存する。 異なる膜貫通ドメインは、異なる受容体安定性を持つ。 CD28膜貫通ドメインは明瞭に発現し、安定した受容体である。