EB病毒编码的环状RNA CircBART2.2通过调控PD-L1促进鼻咽癌的免疫逃逸

Epstein-Barr Virus-Encoded Circular RNA CircBART2.2 Promotes Immune Escape of Nasopharyngeal Carcinoma by Regulating PD-L1

作者信息Junshang Ge, Jie Wang, Fang Xiong, Xianjie Jiang, Kunjie Zhu, Yian Wang, Yongzhen Mo, Zhaojian Gong, Shanshan Zhang, Yi He, Xiayu Li, Lei Shi, Can Guo, Fuyan Wang, Ming Zhou, Bo Xiang, Yong Li, Guiyuan Li, Wei Xiong, Zhaoyang Zeng
PMID34321242
发布时间2021-10
DOI10.1158/0008-5472.CAN-20-4321

实验完整度

包含临床样本分析、细胞系功能实验、RNA pull-down/RIP机制研究、体外T细胞杀伤实验及小鼠体内模型等多个独立证据层级,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

EBV阴性鼻咽癌细胞系HONE1和HK1 EBV阳性鼻咽癌细胞系HONE1-EBV和HK1-EBV EBV阳性鼻咽癌细胞系C666-1 裸鼠异种移植瘤模型

重点核对

circBART2.2过表达或敲低后PD-L1的表达水平变化 circBART2.2与RIG-I的结合区域(114-165 nt) RIG-I敲低或激活对circBART2.2调控PD-L1的影响 IRF3和NF-κB在PD-L1启动子上的结合位点 体内实验中T细胞注射对肿瘤生长的影响

摘要

爱泼斯坦-巴尔病毒(EBV)感染是鼻咽癌(NPC)的既定病因,并涉及多种恶性表型,包括肿瘤免疫逃逸。EBV可以编码多种环状RNA(circRNA),然而,关于这些circRNA在NPC中的生物学功能知之甚少。在本研究中,发现EBV编码的circBART2.2在NPC中高表达,它在体外和体内上调PD-L1表达并抑制T细胞功能。circBART2.2通过结合RIG-I的解旋酶结构域并激活转录因子IRF3和NF-κB,促进PD-L1的转录,导致肿瘤免疫逃逸。这些结果阐明了circBART2.2的生物学功能,解释了EBV感染引起的免疫逃逸的新机制,并为治疗NPC提供了新的免疫治疗靶点。

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
EBV编码的circRNA circBART2.2在鼻咽癌中是否通过调控PD-L1表达促进肿瘤免疫逃逸?
核心机制
circBART2.2通过其114-165 nt区域与RIG-I蛋白的解旋酶结构域结合,激活RIG-I信号通路,进而激活转录因子IRF3和NF-κB,促进PD-L1的转录表达,从而抑制T细胞功能,导致肿瘤免疫逃逸。
主要证据
在NPC细胞系中过表达circBART2.2上调PD-L1并抑制T细胞杀伤,敲低则相反;RNA pulldown和RIP实验证实circBART2.2与RIG-I结合,且结合区域为114-165 nt;报告基因和ChIP实验显示RIG-I激活IRF3和NF-κB并调控PD-L1启动子;体内裸鼠模型证实circBART2.2促进免疫逃逸。
研究意义
该研究揭示了EBV感染通过circBART2.2-RIG-I-PD-L1轴促进NPC免疫逃逸的新机制,为NPC免疫治疗提供了新的靶点。

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

临床样本中circBART2.2的表达及与PD-L1的相关性分析

检测circBART2.2在NPC组织中的表达水平,并分析其与PD-L1表达的相关性。

使用qRT-PCR检测72例NPC组织和20例非肿瘤鼻咽上皮组织中circBART2.2的表达;使用原位杂交检测circBART2.2,免疫组化检测PD-L1蛋白,分析两者的相关性。

2

细胞系中circBART2.2对PD-L1表达及T细胞功能的影响

验证circBART2.2是否调控PD-L1表达并影响T细胞杀伤功能。

在EBV阴性细胞系HONE1和HK1中过表达circBART2.2,在EBV阳性细胞系HONE1-EBV和HK1-EBV中敲低circBART2.2,检测PD-L1 mRNA和蛋白水平变化;通过共培养实验评估T细胞凋亡和IFNγ分泌。

3

circBART2.2与RIG-I蛋白的结合机制研究

确定circBART2.2是否与RIG-I蛋白结合,并鉴定结合的关键区域。

通过RNA pulldown和质谱鉴定与circBART2.2结合的蛋白;通过RNA免疫沉淀验证RIG-I与circBART2.2的结合;使用RIG-I截短体和circBART2.2缺失突变体确定结合结构域和关键核苷酸区域。

4

RIG-I信号通路及下游转录因子调控PD-L1的机制研究

探究circBART2.2结合RIG-I后如何调控PD-L1转录。

过表达或敲低circBART2.2后检测RIG-I通路蛋白表达及磷酸化水平;通过荧光素酶报告基因检测IRF3和NF-κB活性;通过ChIP实验验证IRF3和NF-κB在PD-L1启动子上的结合。

5

体内验证circBART2.2促进NPC免疫逃逸

在体内模型中验证circBART2.2是否通过调控PD-L1促进肿瘤免疫逃逸。

将稳定过表达circBART2.2的HONE1细胞皮下接种裸鼠,注射体外扩增的肿瘤特异性T细胞,监测肿瘤生长、T细胞浸润和凋亡、IFNγ分泌等。

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
RPMI-1640培养基----
胎牛血清Invitrogen--
青霉素Sigma-Aldrich--
链霉素Sigma-Aldrich--
支原体检测试剂盒TaKaRa--
STR多重扩增试剂盒Peoplespot--
pcDNA3.1+ circRNA微型载体----
pcDNA3.1载体InvitrogenAddgene_79663
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Invitrogen--
OptiMEM培养基Invitrogen--
RNase REpicentreRNR07250
阿替利珠单抗AbMole--
TRIzol试剂Invitrogen15596026
HiScript cDNA合成试剂盒VazymeR323-01
通用SYBR qPCR预混液VazymeQ511-02
Golden Star T6超级PCR预混液TsingkeTSE101
Operetta CLS高内涵荧光分析系统PerkinElmer--
FISH试剂盒RiboBio--
DAPIInvitrogenD1306
PVDF膜MilliporeIEVH07850
ECL检测试剂Millipore--
Elivision plus Polyer HRP (小鼠/兔) IHC试剂盒MaximKIT-9902
增强敏感ISH检测试剂盒I (POD)BOSTERMK1030
奥林巴斯BX51荧光显微镜Olympus--
IFNγ ELISA试剂盒eBioscienceKHC4021
Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒InvitrogenBMS500FI
Alexa Fluor 488标记的Annexin V----
碘化丙啶----
DX athena流式细胞仪----
磁珠RNA蛋白pull-down试剂盒Thermo Scientific20164
UltiMate 3000 RSLCnano系统Thermo Scientific--
LTQ OrbitrapVelos Pro质谱仪Thermo Scientific--
pISRE-TA-lucBeyotime BiotechnologyD2179
pNF-κB-lucBeyotime BiotechnologyD2206
PGL3基础载体PromegaE1751
双荧光素酶报告分析系统PromegaE2980
Pierce磁珠ChIP试剂盒Thermo Scientific26157
Ficoll分离液Cytiva45-001-749
粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子InvitrogenPHC2013
白细胞介素4InvitrogenPHC0044
干扰素γInvitrogen--
CD3/CD28扩增磁珠Miltenyi Biotec--
白细胞介素2InvitrogenPHC0026
白细胞介素7InvitrogenPHC0073
白细胞介素15InvitrogenPHC9151
CellTracker CM-DiI染料InvitrogenC7000
CMFDA细胞染色剂InvitrogenC7025
Deep Red活细胞荧光染料(DiR)Thermo Fisher--
小动物活体成像系统Bruker--

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
EBV阳性细胞系(HONE1-EBV、HK1-EBV、C666-1)和EBV阴性细胞系(HONE1、HK1)的来源和培养条件;使用RPMI-1640培养基,添加10%胎牛血清、青霉素和链霉素。
阅读提示:见Materials and Methods - Cell lines, reagents, plasmids, and cell transfection
circBART2.2过表达和敲低
过表达载体(pcDNA3.1+ circRNA mini vector)、siRNA靶序列和转染试剂(Lipofectamine RNAiMAX)。
阅读提示:见Materials and Methods - Cell lines, reagents, plasmids, and cell transfection
PD-L1表达检测
检测方法包括qRT-PCR、Western blotting、免疫荧光、流式细胞术;抗体信息见补充表S4。
阅读提示:见Materials and Methods - Quantitative real-time PCR and regular PCR, Western blotting, Immunofluorescence, Flow cytometry
RNA pull-down和RNA免疫沉淀
使用生物素标记的circBART2.2探针,RNA pull-down试剂盒(Thermo Scientific 20164);RIP使用抗RIG-I抗体。
阅读提示:见Materials and Methods - RNA pulldown and liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry, RNA immunoprecipitation analysis
荧光素酶报告基因实验
报告基因载体(pISRE-TA-luc、pNF-κB-luc、PD-L1启动子系列载体);使用Dual-Glo Luciferase Assay System。
阅读提示:见Materials and Methods - Luciferase reporter analysis
ChIP实验
使用Pierce Magnetic ChIP Kit;抗体:抗NF-κB (p65)和抗IRF3。
阅读提示:见Materials and Methods - Chromatin immunoprecipitation
T细胞杀伤实验
HLA-A2+健康供体外周血制备树突状细胞和T细胞;肿瘤细胞与T细胞共培养比例和时长。
阅读提示:见Materials and Methods - Preparation of dendritic cells and primary T cells, Real-time tracking T-cell activity status
动物实验
HONE1细胞注射数量、小鼠品系和日龄、T细胞注射数量和方式。
阅读提示:见Materials and Methods - Nude mouse model in vivo