Adoptive transfer of anti-tumor cytotoxic T cells is a novel form of cancer immunotherapy, and a key challenge is to ensure the survival and function of the transferred T cells. Immune cell survival requires adaptation to different micro-environments, and particularly to the hypoxic milieu of solid tumors. The HIF transcription factors are an essential aspect of this adaptation, and we undertook experiments to define structural determinants of HIF that would potentiate anti-tumor efficacy in cytotoxic T cells. We created retroviral vectors to deliver ectopic expression of HIF-1α and HIF-2α in mouse CD8+ T cells, together or individually, and with or without sensitivity to their oxygen-dependent inhibitors Von Hippel-Lindau (VHL) and Factor Inhibiting HIF (FIH). We found that HIF-2α, but not HIF-1α, drives broad transcriptional changes in CD8+ T cells, resulting in increased cytotoxic differentiation and cytolytic function against tumor targets. We further found that a specific mutation replacing the hydroxyl group acceptor site for FIH in the HIF-2α isoform gives rise to the most effective anti-tumor T cells after adoptive transfer in vivo. Lastly, we show that co-delivering an FIH-insensitive form of HIF-2α with an anti-CD19 chimeric antigen receptor greatly enhances cytolytic function of human CD8+ T cells against lymphoma cells. These experiments provide a means to increase the anti-tumor efficacy of therapeutic CD8+ T cells via ectopic expression of the HIF transcription factor.

中文翻译：

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CD8 + T细胞中HIF表达的修饰增强了抗肿瘤功效

抗肿瘤细胞毒性T细胞的过继转移是癌症免疫疗法的一种新形式，关键的挑战是确保转移的T细胞的存活和功能。免疫细胞生存需要适应不同的微环境，尤其是实体瘤的低氧环境。HIF转录因子是这种适应性的重要方面，我们进行了实验以定义HIF的结构决定簇，该决定簇将增强细胞毒性T细胞的抗肿瘤功效。我们创建了逆转录病毒载体，以一起或单独在小鼠CD8 + T细胞中传递HIF-1α和HIF-2α的异位表达，并且对它们的氧依赖性抑制剂Von Hippel-Lindau（VHL）和因子抑制HIF（FIH）不敏感）。我们发现HIF-2α，而不是HIF-1α，驱动CD8 + T细胞中广泛的转录变化，从而导致针对肿瘤靶标的细胞毒性分化和细胞溶解功能增强。我们进一步发现，在体内过继转移后，取代HIF-2α亚型中FIH的羟基受体位点的特定突变产生了最有效的抗肿瘤T细胞。最后，我们显示与抗CD19嵌合抗原受体共同递送HIF-2α的FIH不敏感形式大大增强了人类CD8 + T细胞针对淋巴瘤细胞的溶细胞功能。这些实验提供了通过HIF转录因子的异位表达来提高治疗性CD8 + T细胞的抗肿瘤功效的手段。我们进一步发现，在体内过继转移后，取代HIF-2α亚型中FIH的羟基受体位点的特定突变产生了最有效的抗肿瘤T细胞。最后，我们显示与抗CD19嵌合抗原受体共同递送HIF-2α的FIH不敏感形式大大增强了人类CD8 + T细胞针对淋巴瘤细胞的溶细胞功能。这些实验提供了通过HIF转录因子的异位表达来提高治疗性CD8 + T细胞的抗肿瘤功效的手段。我们进一步发现，在体内过继转移后，取代HIF-2α亚型中FIH的羟基受体位点的特定突变产生了最有效的抗肿瘤T细胞。最后，我们显示与抗CD19嵌合抗原受体共同递送HIF-2α的FIH不敏感形式大大增强了人类CD8 + T细胞针对淋巴瘤细胞的溶细胞功能。这些实验提供了通过HIF转录因子的异位表达来提高治疗性CD8 + T细胞的抗肿瘤功效的手段。我们显示与抗CD19嵌合抗原受体共同递送HIF-2α的FIH不敏感形式大大增强了人类CD8 + T细胞对淋巴瘤细胞的溶细胞功能。这些实验提供了通过HIF转录因子的异位表达来提高治疗性CD8 + T细胞的抗肿瘤功效的手段。我们显示与抗CD19嵌合抗原受体共同递送HIF-2α的FIH不敏感形式大大增强了人类CD8 + T细胞对淋巴瘤细胞的溶细胞功能。这些实验提供了通过HIF转录因子的异位表达来提高治疗性CD8 + T细胞的抗肿瘤功效的手段。