uPAR is highly expressed in recurrent glioblastoma and represents a candidate CAR T cell target

1.논문 제목: uPAR is highly expressed in recurrent glioblastoma and represents a candidate CAR T cell target

2.저자명: William T. Maich, Muhammad Vaseem Shaikh, Anish Puri, Martin A. Rossotti, Shan Grewal, Aapti Khanna, Alisha Anand, Nicholas Mikolajewicz, Mathieu P. Seyfrid, Dillon A. McKenna, Minomi Subapanditha, Daniel Mobilio, Greg Hussack, Joey G. Sheff, Jennifer J. Hill, Mo Taleb, Jacek M. Kwiecien, Sabra Salim, Neil Savage, Bill Wang, Sunjay Sharma, Abdelsimar Omar, Chirayu Chokshi, Kui Zhai, Shawn C. Chafe, Jason Moffat, Thomas Kislinger, Chitra Venugopal, Kevin A. Henry, Sheila K. Singh

3.Publish: 13 May 2026

4.DOI: 10.1126/scitranslmed.aea8381

5.Abstract: Glioblastoma (GBM) is an aggressive malignant brain tumor characterized by extensive heterogeneity, therapeutic resistance, and inevitable recurrence. In this study, multiomic analyses identified urokinase plasminogen activator receptor (uPAR) as a highly expressed target in recurrent GBM and brain tumor–initiating cells. High PLAUR expression was associated with poor prognosis and mesenchymal phenotype. CRISPR-Cas9–mediated PLAUR knockout reduced proliferation, sphere formation, invasion, and self-renewal capacity of GBM cells while prolonging survival in xenograft mouse models. The authors generated uPAR-specific CAR T cells using camelid single-domain antibodies, and these CAR T cells effectively eliminated GBM cells and tumor-associated macrophages in vitro and in vivo, resulting in reduced tumor burden and improved survival.

6.한글 초록: 교모세포종(GBM)은 높은 종양 이질성과 치료 저항성, 그리고 반복적인 재발이 특징인 악성 뇌종양임. 본 연구에서는 RNA-seq 및 N-glycocapture proteomics 기반 다중오믹스 분석을 통해 recurrent GBM에서 urokinase plasminogen activator receptor(uPAR)가 높게 발현됨을 확인하였다. PLAUR 발현 증가는 mesenchymal phenotype 및 불량한 예후와 연관되었으며, CRISPR-Cas9 기반 PLAUR knockout은 GBM 세포의 증식, sphere formation, 침윤성 및 self-renewal capacity를 감소시키고 마우스 모델에서 생존율을 향상시켰음. 또한 연구진은 camelid single-domain antibody 기반 uPAR CAR T 세포를 제작하였으며, 이는 GBM 세포와 tumor-associated macrophage를 효과적으로 제거하여 종양 burden 감소와 생존기간 연장을 유도하였음.

7.한글 요약

7-1. Introduction: 교모세포종(Glioblastoma, GBM)은 성인에서 가장 흔하게 발생하는 원발성 악성 뇌종양으로, 높은 침윤성과 빠른 재발 특성을 보임. 현재 표준 치료는 최대한의 외과적 절제 후 방사선 치료와 temozolomide 기반 화학요법을 병행하는 방식이지만, 대부분의 환자에서 재발이 발생하며 평균 생존기간은 약 15개월 수준에 불과함. 특히 재발성 교모세포종(recurrent GBM, rGBM)은 기존 치료에 대한 저항성이 매우 높고 종양 이질성이 심해 효과적인 치료 전략 개발이 어려운 상황임. 최근 면역관문억제제와 CAR T 세포 치료를 포함한 다양한 면역치료가 시도되고 있으나, GBM의 면역억제성 종양미세환경과 tumor-associated macrophage(TAM)의 존재로 인해 임상적 효과는 제한적으로 나타나고 있음. 또한 brain tumor–initiating cell(BTIC)은 self-renewal과 치료 저항성을 유지하며 종양 재발의 핵심 원인으로 알려져 있음. 본 연구에서는 multiomic 분석을 통해 recurrent GBM과 BTIC에서 높게 발현되는 urokinase plasminogen activator receptor(uPAR)를 새로운 치료 표적으로 규명하고, 이를 기반으로 한 uPAR CAR T 세포 치료 전략의 가능성을 평가하고자 하였음.

7-2. Method: 환자 유래 primary 및 recurrent GBM 조직을 분리하여 tumor sphere 형태로 배양한 뒤 RNA-seq과 N-glycocapture proteomics를 수행해 uPAR 발현을 분석하였음. 이후 CRISPR-Cas9 기반 PLAUR knockout 세포주를 제작하고 sphere formation, proliferation, limiting dilution 및 invasion assay를 통해 종양세포의 stemness와 침윤성을 평가하였음. 또한 llama-derived single-domain antibody(sdAb)를 이용해 uPAR 특이적 CAR T 세포를 제작하였으며, 환자 유래 GBM 세포와 macrophage lineage 세포를 대상으로 cytotoxicity assay를 수행하였음. 마지막으로 orthotopic xenograft mouse model에서 종양 burden과 생존율 변화를 분석하여 uPAR CAR T 세포의 항종양 효과를 평가하였음.

7-3. Result:

7-3-1. uPAR 발현 증가 및 임상적 의미

다중오믹스 분석 결과, urokinase plasminogen activator receptor(uPAR, PLAUR)는 recurrent GBM에서 현저히 증가된 세포표면 단백질로 확인되었음. 특히 mesenchymal subtype과 brain tumor–initiating cell(BTIC)에서 높은 발현을 보였으며, TCGA와 CGGA 데이터 분석에서도 PLAUR 고발현 환자군은 더 낮은 생존율을 나타냈음. 또한 single-cell RNA-seq 분석에서는 uPAR가 종양세포뿐 아니라 tumor-associated macrophage(TAM)를 포함한 myeloid cell population에서도 강하게 발현되는 것이 확인되었음.

7-3-2. PLAUR knockout에 따른 종양 특성 변화

CRISPR-Cas9 기반 PLAUR knockout 실험 결과, knockout 세포는 control 세포에 비해 sphere formation 능력과 proliferation이 감소하였음. Limiting dilution assay에서는 self-renewal capacity 감소가 관찰되었으며, invasion assay에서도 세포 침윤성이 유의하게 억제되었음. 또한 orthotopic xenograft mouse model에서 PLAUR knockout 군은 종양 burden 감소와 함께 생존기간 증가를 보였음.

7-3-3. uPAR CAR T 세포의 세포독성 및 면역 활성화

연구진은 camelid single-domain antibody(sdAb)를 기반으로 uPAR 특이적 CAR T 세포를 제작하였음. 제작된 CAR T 세포는 patient-derived recurrent GBM 세포에 대해 강한 세포독성을 나타냈으며, 낮은 effector-to-target ratio에서도 효과적으로 종양세포를 제거하였음. 또한 M2-like macrophage와 tumor-conditioned macrophage에 대해서도 cytotoxic effect를 보여 종양미세환경까지 동시에 표적할 수 있음을 확인하였음. 공배양 실험에서는 CD25, CD69 발현 증가와 IFN-γ 및 TNF-α 분비 증가가 관찰되어 강한 면역 활성화가 유도되었음.

7-3-4. In vivo 항종양 효과

Intracranial xenograft mouse model에서 uPAR CAR T 세포를 투여한 결과, control T 세포군에 비해 종양 burden이 현저히 감소하고 생존기간이 크게 연장되었음. 또한 macrophage를 함께 주입한 co-engraftment 모델에서도 uPAR CAR T 치료군은 macrophage infiltration 감소와 지속적인 종양 억제 효과를 나타냈음. 중요한 점은 치료 과정에서 뚜렷한 neurotoxicity나 cytokine release syndrome이 관찰되지 않아 안전성 또한 확인되었다는 것임.

8.대표 Figure: