乳腺癌细胞中ZMYND8表达阻断T淋巴细胞监视以促进肿瘤生长

ZMYND8 Expression in Breast Cancer Cells Blocks T-Lymphocyte Surveillance to Promote Tumor Growth

作者信息Yong Wang, Maowu Luo, Yan Chen, Yijie Wang, Bo Zhang, Zhenhua Ren, Lei Bao, Yanan Wang, Jennifer E Wang, Yang-Xin Fu, Weibo Luo, Yingfei Wang
PMID33148660
发布时间2021-01
DOI10.1158/0008-5472.CAN-20-1710

实验完整度

包含体外细胞培养、基因敲除/回补、体内同系移植瘤模型、抗体清除/阻断实验及临床样本相关性分析,并进行机制验证(cGAS/STING/NF-κB通路)。

主要模型

乳腺癌细胞系MDA-MB-231 乳腺癌细胞系4T1 乳腺癌细胞系PY8119 同系小鼠移植瘤模型(Balb/c和C57BL/6J)

重点核对

ZMYND8敲除对微核形成和DNA损伤的影响 cGAS/STING/NF-κB通路在ZMYND8敲除诱导的ISG表达中的必需性 ZMYND8敲除对CD4+和CD8+ T细胞浸润和肿瘤生长的影响 IFN-β在ZMYND8敲除抗肿瘤效应中的作用 人乳腺肿瘤中ZMYND8与ISGs、T细胞标记物的负相关性

摘要

新兴研究表明,癌细胞中的DNA损伤触发抗肿瘤免疫,但其在乳腺癌细胞中的内在调控机制仍知之甚少。在此,我们显示ZMYND8在乳腺癌细胞中上调并抑制微核形成和DNA损伤。ZMYND8缺失触发微核中DNA传感器环状GMP-AMP合酶的激活,导致下游信号效应物干扰素基因刺激因子和NF-κB进一步激活,但不激活TANK结合激酶1和干扰素调节因子3,从而在体外乳腺癌细胞和体内肿瘤中诱导干扰素-β和干扰素刺激基因(ISGs)的表达。乳腺癌细胞中ZMYND8敲除(KO)促进CD4+和CD8+ T细胞浸润,在同基因小鼠模型中导致肿瘤抑制,这种效应被抗CD4/CD8清除抗体或抗IFNAR1抗体处理以及在免疫缺陷的Rag1 KO小鼠中显著减弱。在人乳腺肿瘤中,ZMYND8与ISGs、CD4、CD8A、CD8B以及肿瘤淋巴细胞浸润表型呈负相关。总的来说,这些发现表明ZMYND8维持基因组稳定性导致乳腺癌细胞逃避细胞毒性T淋巴细胞监视,从而促进肿瘤生长。

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
ZMYND8是否通过调控乳腺癌细胞的基因组稳定性来影响抗肿瘤免疫,从而促进肿瘤生长?
核心机制
ZMYND8通过抑制微核形成和DNA损伤,抑制cGAS-STING-NF-κB信号通路的激活,从而减少IFN-β和ISGs的表达,降低CD4+和CD8+ T细胞浸润,使乳腺癌细胞逃避免疫监视。
主要证据
体外细胞实验(微核形成、DNA损伤标志物、cGAS-STING-NF-κB通路激活、IFN-β和ISGs表达)、小鼠同系移植瘤模型(ZMYND8 KO抑制肿瘤生长、T细胞浸润增加、抗体清除或阻断逆转效果)、人乳腺癌TCGA数据分析(ZMYND8与免疫标志物负相关)。
研究意义
ZMYND8是乳腺癌细胞内在免疫反应的新负调控因子,可能成为抗肿瘤免疫治疗的潜在靶点。

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ZMYND8调控基因组稳定性

确定ZMYND8是否影响乳腺癌细胞的微核形成和DNA损伤

在乳腺癌细胞系中敲除ZMYND8,检测微核形成、γH2A.X水平和染色体畸变,并进行回补实验验证特异性。

2

分析ZMYND8对内在免疫反应的影响

探索ZMYND8缺失是否诱导IFN-β和ISGs表达

通过RNA-seq和RT-qPCR检测ZMYND8敲除细胞中IFN-β和ISGs的表达,并验证蛋白释放。

3

机制验证:cGAS-STING-NF-κB通路

确定ZMYND8缺失激活的cGAS-STING-NF-κB通路是否介导ISGs表达

敲除cGAS、STING或p65,观察ISGs表达变化;检测2'3'-cGAMP水平、p65磷酸化及NF-κB抑制剂的效果;ChIP-qPCR分析p65在Ifnb1启动子结合。

4

体内验证:肿瘤生长和免疫细胞浸润

评估ZMYND8缺失对肿瘤生长及T细胞浸润的影响

将ZMYND8敲除细胞植入同系小鼠,测量肿瘤生长,用流式和免疫组化检测CD4+和CD8+ T细胞浸润,并使用抗体清除或阻断实验验证。

5

临床相关性分析

研究ZMYND8表达与人乳腺肿瘤免疫浸润表型的关系

分析TCGA乳腺癌队列中ZMYND8表达与ISGs、T细胞标记物及淋巴细胞浸润基因签名之间的相关性。

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----
RPMI1640培养基----
Ham's F12培养基----
胎牛血清----
PolyJet DNA转染试剂SignaGen--
嘌呤霉素----
NETN裂解缓冲液----
ECL增强化学发光底物GE Healthcare--
抗ZMYND8抗体Bethyl LaboratoriesA302-089A
抗cGAS抗体Cell Signaling Technology31659S
抗STING抗体Cell Signaling Technology13647S
抗磷酸化TBK1抗体Cell Signaling Technology5483S
抗TBK1抗体Cell Signaling Technology3013S
抗磷酸化IRF3(Ser396)抗体Cell Signaling Technology29047S
抗IRF3抗体Cell Signaling Technology4302S
抗磷酸化p65抗体Cell Signaling Technology3033S
抗p65抗体Cell Signaling Technology8242S
抗磷酸化Chk1(Ser296)抗体Cell Signaling Technology2349S
抗Chk1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-8408
抗γH2A.X抗体Sigma05-636
抗肌动蛋白抗体SigmaA2066
抗H2A.X抗体Proteintech10856-1-AP
Triton X-100--9002-93-1
牛血清白蛋白----
Alexa Fluor 488标记山羊抗兔IgGThermoFisher--
Cy3标记驴抗小鼠IgGJackson ImmunoResearch--
DAPI--28718-90-3
抗淬灭封片剂----
秋水仙胺--477-30-5
Trizol试剂Invitrogen--
脱氧核糖核酸酶Invitrogen--
iScript cDNA合成试剂盒Bio-Rad--
Dynabeads磁珠ThermoFisher--
正常兔IgGCell Signaling Technology2729S
2'3'-cGAMP ELISA试剂盒Cayman--
小鼠IFN-β ELISA试剂盒PBL Assay Science--
衰老β-半乳糖苷酶染色试剂盒Cell Signaling Technology9860S
依托泊苷--33419-42-0
基质胶Corning--
抗CD4抗体BioXCell--
抗CD8抗体BioXCell--
对照IgGBioXCell--
抗IFNAR1抗体BioXCellBE0241
抗CD4抗体Cell Signaling Technology25229S
抗CD8抗体Cell Signaling Technology98941S
胶原酶A----
脱氧核糖核酸酶I--9003-98-9
70 μm过滤器----
抗CD16/32抗体BioXCell2.4G2
抗CD45.2抗体BioLegend109827
抗CD4抗体BioLegend100548
抗CD8a抗体BioLegend100730
抗CD3e抗体BD Biosciences564379
eFluor 506染料Invitrogen65086614
抗B220抗体BioLegend103226
CytoFLEX流式细胞仪Beckman Coulter--
Zeiss Axio Observer Z1荧光显微镜Zeiss--
FlowJo软件----

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
细胞培养与基因敲除
细胞系来源和代数、培养条件(DMEM/RPMI1640/Ham's F12、血清浓度、CO2浓度)、CRISPR-Cas9敲除效率、puromycin筛选浓度(3-4 μg/mL)
阅读提示:Methods: Cell culture and stable KO cell lines
DNA损伤与微核形成分析
细胞接种密度、固定和通透化条件、抗体稀释比例(1:200)、微核计数标准(≥5个γH2A.X foci)、染色体畸变分析中的colcemid处理(1 μg/mL,2小时)
阅读提示:Methods: Immunostaining assay, Chromosome aberration assay
基因表达分析
RNA提取方法、cDNA合成、qPCR归一化基因(18S rRNA或actin)、引物序列(补充表2)
阅读提示:Methods: RT-qPCR assay
机制研究
cGAS/STING/p65敲除细胞系构建、2'3'-cGAMP ELISA步骤、NF-κB抑制剂JSH-23浓度(10 μM)、ChIP-qPCR步骤(交联、超声、抗体富集)
阅读提示:Methods: 2'3'-cGAMP ELISA assay, ChIP-qPCR assay
体内动物实验
小鼠品系和年龄(6-8周龄雌性C57BL/6J、Balb/c、Rag1 KO)、细胞接种量(1-2×10^5)、肿瘤测量时间、抗体处理方案(200 μg抗CD4/CD8 ip每3天,抗IFNAR1 ip/瘤内)
阅读提示:Methods: Animal studies
免疫细胞分析
肿瘤消化条件(胶原酶A、DNase I)、流式抗体组合和稀释、IHC抗体浓度(CD4 1:100, CD8 1:400)
阅读提示:Methods: Flow cytometry assay, Immunohistochemistry assay