G-CSF是T细胞抑制的新型介质,也是女性结肠癌的免疫治疗靶点

G-CSF Is a Novel Mediator of T-Cell Suppression and an Immunotherapeutic Target for Women with Colon Cancer

作者信息Anita L Ray, Apryl S Saunders, Robert A Nofchissey, Megan A Reidy, Maria Kamal, Megan R Lerner, Kar-Ming Fung, Mark L Lang, Joshua A Hanson, Shaoxuan Guo, Maria G Urdaneta-Perez, Samara E Lewis, Michael Cloyde, Katherine T Morris
PMID36951682
发布时间2023-06-01
DOI10.1158/1078-0432.CCR-22-3918

实验完整度

高

包含患者样本IHC、血清分析、PBMC功能实验、小鼠存活及CyTOF免疫分型等多个独立验证层级。

主要模型

MC38小鼠腹膜转移癌模型(C57Bl/6J) 人结肠癌患者样本(UNM和OUHSC队列) 人原代PBMC来源的CD8+ T细胞

重点核对

患者队列(UNM n=206,OUHSC n=119)的组织和血清样本 MC38腹腔注射剂量(1×10^5)和αGCSF处理剂量(25 μg/鼠) αGCSF处理时间(Day 3起隔日一次共5次;Day 9起每周3次) T细胞离体GCSF处理浓度(10 ng/ml)和IFNγ刺激条件(PMA/离子霉素) CyTOF分析中CD45+单细胞和CD3+门控

摘要

目的:粒细胞集落刺激因子(GCSF)促进结肠癌的发展。本研究明确了人类结肠癌中GCSF信号增强的患病率和影响,并探索了GCSF抑制作为转移性结肠癌免疫治疗策略的潜力。实验设计:使用患者样本通过免疫组织化学评估GCSF和GCSF受体(GCSFR)水平,并使用血清测量GCSF水平。使用PBMC评估GCSFR+ T细胞的比例以及慢性离体GCSF暴露下的干扰素γ(IFNγ)反应。使用免疫活性小鼠腹膜转移模型(C57Bl/6J小鼠中的MC38细胞)评估GCSF抑制(αGCSF)对生存期和肿瘤微环境(TME)的影响,采用流式和质谱流式细胞术。结果:与患者匹配的正常结肠相比,人类结肠癌样本中GCSF和GCSFR增加。患者高血清GCSF与不良预后标志物(如VEGF、IL6)升高相关。患者循环T细胞表达GCSFR的比例是对照组的两倍。长期GCSF暴露降低T细胞IFNγ产生。αGCSF治疗改变TME的适应性和固有免疫区室,并提高生存率(HR=0.46,p=0.0237)和肿瘤T细胞浸润、活性和IFNγ反应,且在雌性小鼠中效果更显著。女性患者样本中血清GCSF水平与肿瘤浸润T细胞之间存在负相关。结论:这些发现支持GCSF作为结肠癌的免疫治疗靶点,且在女性中可能具有更大的潜在获益。

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
GCSF信号在人类结肠癌中的表达及其对肿瘤免疫微环境的影响,以及抑制GCSF是否可作为转移性结肠癌的免疫治疗策略。
核心机制
GCSF通过抑制T细胞功能(减少IFNγ产生)和改变肿瘤微环境中的免疫细胞组成来促进肿瘤进展,抑制GCSF可增强T细胞浸润和活性。
主要证据
患者样本中GCSF/GCSFR升高,高血清GCSF与不良预后标志物相关;PBMC实验显示长期GCSF暴露降低IFNγ;小鼠模型中αGCSF提高生存率并增加T细胞浸润和IFNγ反应。
研究意义
GCSF是结肠癌的免疫治疗靶点,且可能对女性患者获益更大,为临床免疫治疗策略提供依据。

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

患者样本GCSF及GCSFR表达分析

评估结肠癌组织中GCSF和GCSFR的表达水平及其与正常组织的差异。

用免疫组化和数字图像分析分别定量UNM队列(n=206)和OUHSC队列(n=119)中GCSF、GCSFR、CD4、CD8的表达。

2

血清GCSF及相关细胞因子分析

探讨血清GCSF水平与不良预后标志物及T细胞浸润的关系。

用多重微球阵列检测OUHSC队列(n=119)术前血清中GCSF及VEGF、IL4、IL10、IL6、IL8水平,并分析与肿瘤浸润T细胞的相关性。

3

离体T细胞功能实验

验证慢性GCSF暴露对T细胞IFNγ产生的影响。

从健康供体和患者PBMC中分离CD8+ T细胞,在GCSF(10 ng/ml)存在下培养7天,用PMA/离子霉素刺激后流式检测IFNγ。

4

小鼠腹膜转移模型建立与生存分析

评估αGCSF治疗对晚期腹膜转移结肠癌生存的影响。

C57Bl/6J小鼠腹腔注射MC38细胞(1×10^5),Day 9开始每周3次给予αGCSF或同型对照(25 μg/鼠),监测生存至临床终点。

5

肿瘤微环境免疫细胞分析

揭示αGCSF治疗对TME中免疫细胞组成和功能的影响。

在Day 14(治疗5次后)取肿瘤,通过CyTOF和流式分析CD45+细胞中CD3、CD4、CD8、NK、巨噬细胞等亚群,并检测IFNγ反应。

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
GCSF抗体Abcamab9691
GCSFR抗体Atlas AntibodiesHPA048086
CD8抗体Abcamab75129
CD4抗体Abcamab133616
人多重磁珠阵列Millipore SigmaHCYTMAG-60K-PX30
小鼠多重磁珠阵列Millipore SigmaMCYTMAG-70K-PX32
RPMI-1640培养基PurMa BiologicsP3S10109-500
胎牛血清PurMa BiologicsP3302
青霉素-链霉素Gibco15140-122
L-谷氨酰胺Corning25-005-CI
αGCSF抗体R&DMAB414
IgG1同型对照R&DMAB005
gentleMACS组织解离器Miltenyi Biotec130-093-235
Liberase TMRoche05401135001
DNase IQuantabio95150-100
人T细胞阴性选择试剂盒STEMCELL17951
T细胞扩增培养基GibcoA1048501
PMA----
离子霉素----
CD4-BV650BDBiosciences9122894
CD8-APC-Cy7BiolegendB283110
IFNy-BV421BDBiosciences8144795
Stratedigm S1400Exi流式细胞仪Stratedigm--
EasySep小鼠TIL阳性选择试剂盒STEMCELL100-0350
顺铂Fludigim201064
Human TruStrain FcXBiolegend422301
Maxpar细胞染色缓冲液Fluidigm201066
核抗原染色缓冲液Fluidigm201063
Intercalator-IrFluidigm201192A
Maxpar固定和通透缓冲液Fluidigm201067
EQ微球Fluidigm201078
Helios质谱流式细胞仪Fluidigm--

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
免疫组织化学
抗体克隆和稀释度、抗原修复条件、染色平台(Ventana Discovery)
阅读提示:Materials and Methods 中的 Immunohistochemistry 部分
血清分析
多重磁珠阵列试剂盒(Millipore Sigma)型号和样本处理
阅读提示:Materials and Methods 中的 Multiplex profiling 部分
PBMC培养与T细胞功能
GCSF浓度(10 ng/ml)、培养时间(7天)、PMA/离子霉素浓度(50 ng/ml和1 μg/ml)
阅读提示:Materials and Methods 中的 Flow cytometry and antibodies 部分
小鼠模型(生存)
MC38细胞剂量(1×10^5)、起始时间(Day 9)、给药剂量(25 μg/鼠)、每周3次
阅读提示:Materials and Methods 中的 Survival model 部分
小鼠模型(CyTOF)
MC38剂量(1×10^5)、处理方案(Day 3开始隔日一次共5次)、CyTOF抗体panel
阅读提示:Materials and Methods 中的 Defined endpoint model 和 CyTOF 部分