抑制LSD1与Bomedemstat使小细胞肺癌对免疫检查点阻断和T细胞杀伤敏感

Inhibition of LSD1 with Bomedemstat Sensitizes Small Cell Lung Cancer to Immune Checkpoint Blockade and T-Cell Killing

作者信息Joseph B Hiatt, Holly Sandborg, Sarah M Garrison, Henry U Arnold, Sheng-You Liao, Justin P Norton, Travis J Friesen, Feinan Wu, Kate D Sutherland, Hugh Y Rienhoff, Renato Martins, A McGarry Houghton, Shivani Srivastava, David MacPherson
PMID35920742
发布时间2022-10-14
DOI10.1158/1078-0432.CCR-22-1128

实验完整度

包含体外细胞系实验、基因敲除验证、同基因免疫活性小鼠模型、流式细胞术、RNA测序及T细胞杀伤实验等多个独立证据层级,并进行功能与机制验证。

主要模型

RP-48OVA-LLO190同基因小鼠SCLC移植瘤模型 FHSC04患者来源异种移植瘤(PDX)模型 人SCLC细胞系NCI-H510和NCI-H146 鼠SCLC细胞系RP-48、RP-116、G8545和FH-B6RP1

重点核对

Bomedemstat给药剂量:小鼠45 mg/kg/天(C57BL/6NJ),NSG小鼠25 mg/kg/天或40 mg/kg/天(周期内第1-5天) 抗PD1抗体给药:250 μg,每周两次,腹腔注射 肿瘤处理起始体积:约150 mm³ IFN-γ处理浓度和时间:10 ng/mL,最后24-48小时 T细胞杀伤实验效应细胞与靶细胞比例:2:1(T细胞:肿瘤细胞)

摘要

目的:将免疫检查点阻断(ICB)添加到铂类/依托泊苷化疗中改变了小细胞肺癌(SCLC)治疗的标准方案。然而,ICB的加入仅适度改善了临床结果,这可能反映了SCLC中免疫学上“冷”的肿瘤微环境的高患病率,尽管突变负荷很高。尽管如此,一些患者明显从ICB中获益,最近的报告将SCLC中对ICB的临床反应与A)神经内分泌特征的降低和B)NOTCH信号的激活相关联。我们先前表明,抑制LSD1去甲基化酶可激活NOTCH并抑制SCLC的神经内分泌特征,促使我们研究LSD1抑制是否会增强SCLC对PD1抑制的反应。 实验设计:我们采用了一种同基因免疫活性SCLC模型,该模型源自携带Rb1/Trp53失活的基因工程小鼠模型,以研究将LSD1抑制剂bomedemstat与抗PD1疗法联合使用。体内实验辅以小鼠和人类模型中的基于细胞的研究。 结果:Bomedemstat在同基因SCLC模型中增强了PD1抑制的反应,导致CD8+ T细胞浸润增加和强烈的肿瘤生长抑制。Bomedemstat在体内增加了小鼠SCLC肿瘤细胞中MHC I类分子的表达,并增强了干扰素-γ诱导的MHC-I表达,增加了培养中肿瘤特异性T细胞的杀伤。 结论:LSD1抑制增加了MHC-I表达并增强了体内对PD1抑制的反应,支持一项新的临床试验,将bomedemstat与SCLC中标准护理的PD1轴抑制相结合。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
LSD1抑制是否能够通过增强肿瘤免疫原性来增敏SCLC对PD1抑制剂的反应?
核心机制
LSD1抑制通过激活NOTCH信号、抑制神经内分泌转录程序,并上调MHC-I表达,增强肿瘤细胞的抗原呈递,从而促进CD8+ T细胞介导的杀伤,克服免疫逃逸。
主要证据
在RP-48OVA-LLO190同基因模型中,bomedemstat联合抗PD1显著抑制肿瘤生长,增加CD8+ T细胞浸润,并上调MHC-I表达;体外实验中,bomedemstat单独或联合IFN-γ增加MHC-I表达,并增强OT-I T细胞的脱颗粒和杀伤活性。
研究意义
该研究为在SCLC中联合LSD1抑制剂与标准护理PD1轴抑制提供了临床前依据,支持开展新的临床试验。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

验证bomedemstat在SCLC模型中的活性

评估bomedemstat对SCLC细胞系和PDX模型的生长抑制及分子效应

使用CellTiter-Glo检测细胞活力,免疫印迹和RNA测序分析NOTCH通路及ASCL1靶基因表达

2

评估bomedemstat与抗PD1联合治疗在同基因模型中的效果

测试LSD1抑制是否增强PD1阻断的抗肿瘤效果

在C57BL/6小鼠中建立RP-48OVA-LLO190皮下肿瘤,给予bomedemstat、抗PD1或联合治疗,监测肿瘤生长及免疫浸润

3

分析肿瘤微环境中的免疫细胞组成

探究bomedemstat对肿瘤免疫浸润的影响

通过流式细胞术分析肿瘤中CD45+细胞亚群(CD8+、CD4+、巨噬细胞、NK细胞、中性粒细胞等)的频率

4

检测MHC-I表达变化

验证LSD1抑制是否上调肿瘤细胞表面MHC-I

通过流式细胞术检测体外培养的SCLC细胞和体内肿瘤细胞中H-2Kb或pan-MHC-I的表达水平

5

遗传学验证LSD1的作用

确认MHC-I上调是LSD1特异性的

使用CRISPR敲除LSD1,检测NOTCH通路蛋白表达和MHC-I表面水平

6

评估T细胞杀伤功能

验证bomedemstat处理的SCLC细胞是否增强抗原特异性T细胞的细胞毒性

共培养bomedemstat预处理的RP-48OVA-LLO190细胞与OT-I或非特异性CD8+ T细胞,检测CD107a脱颗粒和靶细胞存活率

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Thermo Fisher Scientific11965092
胎牛血清Peak SerumPS-FB2
β-巯基乙醇Fisher Scientific501147851
青霉素-链霉素Thermo Fisher Scientific15140122
重组人胰岛素锌溶液Thermo Fisher Scientific12585-014
DMEM/F-12培养基Thermo Fisher Scientific11320033
胰岛素-转铁蛋白-硒Thermo Fisher Scientific41400045
氢化可的松SigmaH0135
β-雌二醇SigmaE2257
RPMI 1640培养基Thermo Fisher Scientific11875093
RIPA裂解液Cell Signaling9806
Pierce BCA蛋白测定试剂盒Thermo Fisher Scientific23227
抗REST抗体Fisher Scientific07-579
抗NOTCH1抗体Cell Signaling3608
抗NOTCH2抗体Cell Signaling5732
抗MASH1(ASCL1)抗体BD Pharmingen556604
抗HES1抗体Cell Signaling11988
抗α-微管蛋白抗体Santa Cruz Biotechnologysc-398103
抗RIG-1抗体Proteintech20566-1-AP
抗PDL1(小鼠)抗体R&D SystemsMAB90781-SP
抗PDL1(人)抗体Cell Signaling13684
抗β2-微球蛋白抗体Proteintech13511-1-AP
抗MDA5抗体Proteintech21775-1-AP
抗β-肌动蛋白抗体Proteintech66009-1-lg
抗LSD1抗体Cell Signaling2184
抗NOTCH1胞内域抗体Cell Signaling4147
抗STING抗体Cell Signaling13647
BomedemstatImago Biosciences--
吐温-80----
羧甲基纤维素钠盐----
抗PD1抗体Bio X CellBE0146
Lipofectamine 2000转染试剂ThermoFisher11668019
pUMVC质粒Addgene#8449
pCMV-VSV-G质粒Addgene#8454
lentiCRISPRv2载体Addgene#52961
psPAX2包装质粒Addgene#12260
pMD2.G包装质粒Addgene#12259
嘌呤霉素InvivoGenANTPR1
可固定活力染料eBioscience65-0865-14
脱氧核糖核酸酶WorthingtonLS00206
I型胶原酶WorthingtonCLS-1
ACK裂解缓冲液Gibco--
抗CD45抗体BioLegend30-F11
抗CD3抗体BioLegend145-2C11
抗CD4抗体BioLegendRM4-5
抗CD8抗体BD Biosciences53-6.7
抗CD19抗体BioLegend6D5
抗CD11b抗体BD BiosciencesM1/70
抗CD11c抗体BioLegendN418
抗Ly6C抗体BioLegendHK1.4
抗Ly6G抗体BD Biosciences1A8
抗F4/80抗体BioLegendBM8
抗NK1.1抗体BD BiosciencesPK136
抗H-2Kb抗体BioLegendAF6-88.5
Live/Dead可固定水色死细胞染色试剂盒Invitrogen--
Foxp3/转录因子染色缓冲液套装eBioscience--
TRIzol试剂----
NEBNext Ultra RNA文库制备试剂盒(Illumina)New England BiolabsE7530L
重组小鼠IFN-γPeprotech315-05
重组人IFN-γSigmaI17001
二苯并氮杂䓬(DBZ)SelleckchemS2711
RO4929097 (RO4)SelleckchemS1575
小鼠CD8+ T细胞负选分离试剂盒Stemcell19853
抗CD3抗体Biolegend145-2C11
抗CD28抗体Biolegend37.51
重组小鼠IL-2Peprotech212-12
计数微球Polybead18328-5
抗CD107a抗体Biolegend1D4B

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
细胞系来源、培养基成分、培养条件(37°C,5% CO2)
阅读提示:参见Materials and Methods中的Cell culture
药物处理
bomedemstat浓度(体外1 μM,体内25-45 mg/kg),抗PD1剂量(250 μg),给药途径(口服,腹腔),给药方案(每日或每周两次)
阅读提示:参见Materials and Methods中的Drug preparation和In vivo drug treatments
肿瘤模型建立
细胞接种数量、Matrigel比例、接种部位(左 flank)、起始治疗体积(~150 mm³)
阅读提示:参见Materials and Methods中的Flank tumor generation and measurement
流式细胞术分析
肿瘤消化时间(45分钟)、酶浓度(DNase 80 U/mL,胶原酶I 300 U/mL)、抗体克隆和稀释倍数
阅读提示:参见Materials and Methods中的Flow cytometry of RP-48OVA-LLO190 flank tumors
T细胞杀伤实验
T细胞分离方法(负选)、刺激条件(抗CD3/CD28,IL-2 50 U/mL)、共培养比例(2:1)、时间(24小时)
阅读提示:参见Materials and Methods中的RP-48OVA-LLO190 and cytotoxic T cell co-culture