靶向CUB结构域蛋白1(CDCP1)在多种膀胱癌亚型中的诊疗一体化应用

Theranostic Targeting of CUB Domain-Containing Protein 1 (CDCP1) in Multiple Subtypes of Bladder Cancer

作者信息Shalini Chopra, Kai Trepka, Sasank Sakhamuri, Alberto Carretero-González, Jun Zhu, Emily Egusa, Jie Zhou, Kevin Leung, Ning Zhao, Nima Hooshdaran, Felix Y Feng, James A Wells, Jonathan Chou, Michael J Evans
PMID36648492
发布时间2023-04
DOI10.1158/1078-0432.CCR-22-1973

实验完整度

包含CDCP1表达分析(转录组、IHC、流式、免疫印迹)、体外饱和结合实验、体内PET成像和177Lu-4A06治疗实验,以及RAS信号通路机制验证,多个独立证据层级。

主要模型

UMUC3、TCCSUP、5637、HT1376、UMUC9等膀胱癌细胞系 UMUC3和HT1376皮下异种移植小鼠模型 膀胱癌患者来源异种移植(PDX)样本 膀胱癌患者活检组织微阵列(TMA)

重点核对

细胞系中CDCP1受体密度(如UMUC3为1.49×10^6/细胞) CDCP1表达与NECTIN4和TROP2的相关性(不相关或负相关) 89Zr-4A06 PET成像时间和肿瘤摄取(72小时,UMUC3约20%ID/g) 177Lu-4A06治疗剂量(400 μCi/次,共2次)及给药途径(静脉注射) CDCP1表达受RAS信号调控,使用索托拉西布和曲美替尼处理后的表达变化

摘要

目的:尽管检查点抑制剂和靶向NECTIN4或TROP2的抗体药物偶联物最近获得批准,但转移性膀胱癌(BC)仍不可治愈,迫切需要新的治疗策略。CUB结构域蛋白1(CDCP1)是一种细胞表面蛋白,是多种癌症的有前景的药物靶点。本研究旨在确定CDCP1是否在BC中表达,以及CDCP1是否可以通过放射性标记抗体进行靶向治疗。实验设计:在四个BC数据集(n = 1,047例活检)中评估CDCP1表达。通过免疫组织化学对原发性BC活检组织微阵列进行CDCP1检测。通过免疫印迹、流式细胞术和饱和结合实验评估患者来源异种移植物和细胞裂解物中的CDCP1表达。使用靶向CDCP1胞外域的单克隆抗体89Zr标记的4A06在小鼠BC模型中测试肿瘤检测。将177Lu-4A06应用于携带UMUC3或HT1376异种移植瘤的小鼠,以评估抗肿瘤效果(UMUC3中的CDCP1表达比HT1376高10倍)。结果:CDCP1在基底/鳞状亚型中最高,并且在53%的原发性活检中表达。CDCP1与病理分期或肿瘤分期、转移部位或NECTIN4和TROP2在mRNA或蛋白质水平上不相关。CDCP1范围从10^5到10^6受体/细胞。机制研究表明,RAS信号传导诱导CDCP1表达。89Zr-4A06 PET检测到五种人类膀胱癌异种移植瘤。177Lu-4A06抑制了UMUC3和HT1376异种移植瘤的生长,这两种模型分别具有高和中等的CDCP1表达。结论:这些数据证实CDCP1在BC中表达,包括TROP2和NECTIN4阴性的疾病,并提示BC可以通过CDCP1靶向放疗进行治疗。

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
CDCP1是否在膀胱癌中表达,是否可作为放射性标记抗体靶向治疗的靶点?
核心机制
RAS信号通路(RAS-Raf-MEK)可诱导CDCP1表达,使用索托拉西布(KRAS G12C抑制剂)或曲美替尼(MEK抑制剂)处理可剂量依赖性地抑制CDCP1表达。
主要证据
通过转录组分析(4个数据集)、免疫组化(TMA)、流式细胞术、免疫印迹、饱和结合实验证实CDCP1在膀胱癌中高表达;PET成像和177Lu-4A06治疗实验显示肿瘤摄取和生长抑制;机制实验显示RAS信号调控CDCP1表达。
研究意义
研究证实CDCP1是膀胱癌的可行治疗靶点,尤其对于TROP2和NECTIN4阴性的肿瘤,为CDCP1靶向放疗提供了临床转化依据。

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

CDCP1表达分析

评估CDCP1在膀胱癌各分子亚型及临床样本中的表达水平。

分析4个转录组数据集(共1047例活检)及组织微阵列(80例活检)进行免疫组化评分;通过流式细胞术和免疫印迹检测细胞系和PDX样本中的CDCP1表达。

2

CDCP1受体密度定量

量化膀胱癌细胞系表面CDCP1受体数量。

使用125I标记的4A06抗体进行饱和结合实验,计算Bmax和受体数/细胞。

3

体内成像实验

评估89Zr-4A06 PET能否检测膀胱癌异种移植瘤。

对携带五种膀胱癌异种移植瘤的小鼠注射89Zr-4A06,进行PET/CT成像及生物分布分析。

4

177Lu-4A06治疗实验

评估177Lu-4A06对膀胱癌异种移植瘤的抗肿瘤效果。

对携带UMUC3(高表达)或HT1376(中等表达)的小鼠静脉注射177Lu-4A06或生理盐水,测量肿瘤体积和体重,比较生存期。

5

RAS信号通路机制研究

探索RAS信号通路是否调控膀胱癌细胞中CDCP1的表达。

使用KRAS G12C抑制剂索托拉西布和MEK抑制剂曲美替尼处理UMUC3细胞,通过免疫印迹和流式细胞术检测CDCP1表达变化。

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
MEM培养基Life Technologies--
胎牛血清Seradigm--
MycoAlert试剂盒Lonza--
索托拉西布MedChemExpress--
曲美替尼MedChemExpress--
p-SCN-Bn-去铁胺MacrocyclicsB-705
p-SCN-Bn-DOTAMacrocyclicsB-205
89Zr-草酸盐3D Imaging, LLC--
177LuCl3Oak Ridge National Laboratory--
碘-125Perkin Elmer--
CDCP1一抗Cell Signaling Technology4115S
抗兔HQ和HQ-HRP二抗Ventana--
PE-抗CDCP1抗体Biolegend324017
荧光素偶联二抗Jackson ImmunoResearch109-546-097
Pierce RIPA裂解液ThermoFisher Scientific89900
蛋白酶和磷酸酶抑制剂ThermoFisher Scientific1861281
Bis Tris凝胶InvitrogenNW04120BOX
Immobilon-P膜MilliporeIPVH00010
抗CDCP1抗体Cell Signaling4115
TROP2抗体Abcam214488
NECTIN4抗体Cell Signaling17402S
抗β-actin抗体Sigma-AldrichA5441
GAPDH抗体Cell Signaling5174
山羊抗兔二抗Invitrogen65-6120
山羊抗大鼠二抗Invitrogen62-6520
HRP-抗兔二抗Cell Signaling Technology7074
West Pico化学发光底物ThermoFisher Scientific34578
胶片Blue Devil30-507
DMEM培养基----
基质胶Corning--
Inveon小动物PET/CT扫描仪Siemens Healthcare--

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(UCSF Cell Culture Facility或赠予)及STR鉴定结果
阅读提示:Material and Methods: General Methods
CDCP1表达分析
转录组队列的基因表达数据预处理(标准化方法)
阅读提示:Material and Methods: Patient populations and transcriptome profiling
免疫组化
组织微阵列来源、抗体稀释度(1:50)、抗原修复条件、H评分方法
阅读提示:Material and Methods: Histology and Immunohistochemistry
流式细胞术
抗体克隆(PE-anti-CDCP1)、稀释度(1:100)、孵育时间(30分钟)
阅读提示:Material and Methods: Flow Cytometry
免疫印迹
裂解液组成、蛋白上样量(15 μg)、凝胶类型、抗体及稀释度、检测底物
阅读提示:Material and Methods: Immunoblot
饱和结合实验
125I-4A06放射化学纯度>99%、浓度系列、细胞数、孵育时间、非特异性结合确定方法
阅读提示:Material and Methods: Saturation binding assays
动物模型建立
小鼠品系及周龄(6-8周龄雄性裸鼠)、接种细胞数(1.5×10^6)、基质胶比例(1:1)
阅读提示:Material and Methods: Animal studies
放射性标记和成像
放射性标记方法(DFO或DOTA偶联)、注射剂量(~300 μCi 89Zr-4A06)、成像时间(72小时)、PET/CT采集参数
阅读提示:Material and Methods: Animal studies, Small animal PET/CT
治疗实验
177Lu-4A06给药剂量(400 μCi/次)、给药时间(第0天和第7天)、给药途径(尾静脉)、观察指标(肿瘤体积、体重、生存期)
阅读提示:Material and Methods: Animal studies, Results: CDCP1 can be targeted...
RAS机制实验
抑制剂索托拉西布和曲美替尼的浓度范围及处理时间(48小时)
阅读提示:Material and Methods: General Methods, Results: Hyperactive RAS signaling...