KDM6A缺失招募肿瘤相关中性粒细胞并促进胰腺癌中中性粒细胞胞外陷阱的形成

KDM6A Loss Recruits Tumor-Associated Neutrophils and Promotes Neutrophil Extracellular Trap Formation in Pancreatic Cancer

作者信息Jing Yang, Lin Jin, Hong Sun Kim, Feng Tian, Zhujun Yi, Karan Bedi, Mats Ljungman, Marina Pasca di Magliano, Howard Crawford, Jiaqi Shi
PMID36306422
发布时间2022-11-15
DOI10.1158/0008-5472.CAN-22-0968

实验完整度

包含基因工程小鼠模型、人类组织样本、体外细胞实验及体内抗体阻断实验,多层级验证功能与机制。

主要模型

KPC-Kdm6a基因工程小鼠PDAC模型 原位同基因小鼠模型(KPC 7940细胞) PANC-1、HPAF-II、HPDE人胰腺细胞系 PLB-985分化中性粒细胞样细胞

重点核对

遗传背景:KPC-Kdm6a小鼠不同基因型(Kdm6a+/+、+/fl、fl/fl等) 细胞系:PANC-1 KDM6A敲除、HPAF-II和HPDE敲低、KPC 7940敲低 CXCL1中和抗体(4 mg/kg,腹腔注射,每周两次) NETs检测:MPO和CitH3共定位 中性粒细胞趋化实验:PLB-985N或小鼠骨髓中性粒细胞,条件培养基处理

摘要

赖氨酸(K)特异性去甲基化酶6A(KDM6A)是胰腺导管腺癌(PDAC)中频繁突变的肿瘤抑制基因。然而,KDM6A缺失对PDAC肿瘤免疫微环境的影响尚不清楚。本研究使用基因工程改造的胰腺特异性Kdm6a敲除PDAC小鼠模型和人类PDAC组织样本,证明KDM6A缺失与肿瘤相关中性粒细胞(TAN)和中性粒细胞胞外陷阱(NET)形成增加相关,这些已知有助于PDAC进展。全基因组Bru-seq分析评估新生RNA合成显示,KDM6A敲除的PDAC细胞中许多趋化因子,特别是CXC基序趋化因子配体1(CXCL1)的表达上调。KDM6A缺陷的PDAC细胞分泌更高水平的CXCL1蛋白,进而招募中性粒细胞。此外,在同基因原位小鼠模型中,使用CXCL1中和抗体阻断KDM6A缺陷PDAC细胞的趋化和NET促进特性,并抑制肿瘤生长,证实CXCL1是KDM6A缺失驱动的趋化和PDAC生长的关键介质。这些发现揭示了KDM6A如何调节肿瘤免疫微环境和PDAC进展,并提示CXCL1-CXCR2轴可能成为KDM6A缺失的PDAC的候选靶点。 意义声明: 胰腺癌细胞中KDM6A的缺失通过增加CXCL1分泌和中性粒细胞招募来改变免疫微环境,为靶向低KDM6A肿瘤中的CXCL1-CXCR2信号轴提供了理论依据。

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
KDM6A缺失如何影响PDAC肿瘤免疫微环境,特别是中性粒细胞的招募和NET形成?
核心机制
KDM6A缺失通过上调趋化因子CXCL1的表达,招募中性粒细胞并促进NET形成,进而促进PDAC进展。
主要证据
在KPC-Kdm6a小鼠和人类PDAC样本中,KDM6A缺失与TAN增多和NET形成相关;Bru-seq和ELISA显示CXCL1上调;CXCL1中和抗体阻断中性粒细胞招募和肿瘤生长。
研究意义
研究揭示了KDM6A在免疫微环境中的新功能,并提示CXCL1-CXCR2轴可作为KDM6A缺失PDAC的候选治疗靶点。

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KDM6A缺失与TAN浸润的相关性

确定KDM6A缺失是否与PDAC中肿瘤相关中性粒细胞增多相关

在KPC-Kdm6a小鼠和人类PDAC样本中进行免疫组化染色,量化MPO+中性粒细胞。

2

检测NET形成

评估KDM6A缺失是否增加NETs形成

通过免疫荧光染色MPO和CitH3,并使用ZENS软件进行共定位分析。

3

体外趋化实验

验证KDM6A缺失的PDAC细胞是否能促进中性粒细胞迁移

使用transwell系统,将分化PLB-985N细胞或小鼠骨髓中性粒细胞置于上室,条件培养基置于下室,计数迁移细胞。

4

机制探究:CXCL1表达上调

探究KDM6A缺失促进中性粒细胞招募的分子机制

使用Bru-seq分析基因表达变化,RT-qPCR和ELISA验证CXCL1表达,ChIP-PCR分析组蛋白修饰。

5

体内验证:CXCL1中和抗体效果

验证CXCL1是否为KDM6A缺失驱动的肿瘤生长和中性粒细胞浸润的关键介质

将KPC shCtrl或shKdm6a细胞原位植入C57BL/6J小鼠,腹腔注射抗CXCL1抗体或IgG对照,比较肿瘤重量和TAN、NETs水平。

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GIBCO--
胎牛血清GIBCO--
青霉素/链霉素GIBCO--
EMEM培养基----
角质形成细胞无血清培养基Invitrogen--
RPMI 1640+GlutaMAX培养基GIBCO--
二甲基亚砜----
Edit-R慢病毒Cas9核酸酶载体Dharmacon--
Edit-R人KDM6A crRNADharmaconCM-014140-04-0002
Edit-R CRISPR-Cas9合成tracrRNADharmaconU-002005-05
KDM6A siRNADharmacon--
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Invitrogen--
GIPZ慢病毒Horizon DiscoveryRHS4346, V2LMM_196734
聚凝胺----
溴尿苷Sigma-Aldrich--
Trizol试剂----
抗BrdU抗体BD Pharmingen555627
Illumina TruSeq试剂盒Illumina--
RNeasy小型试剂盒QIAGEN--
SuperScript III第一链合成试剂盒Invitrogen--
SYBR Green试剂Applied Biosystems--
MicroAmp光学96孔反应板Applied Biosystems--
ChIP试剂盒Cell Signaling Technology9003S
KDM6A抗体Cell Signaling Technology33510
H3K27me3抗体Cell Signaling Technology9733
H3K27ac抗体Active Motif39060
H3K4me3抗体Active Motif39060
H3K4me抗体Abcamab8580
Bradford蛋白定量试剂盒Bio-Rad--
PVDF膜Millipore--
过氧化物酶偶联二抗Jackson ImmunoResearch Laboratories--
ECL检测试剂盒Thermo Scientific--
DuoSet ELISA开发系统R&D Systems--
CD3抗体Dako AgilentA0452
B220抗体Thermo Fisher Scientific14-0452-82
F4/80抗体Cell Signaling Technology70076S
MPO抗体R&D SystemsAF3667
CXCL1抗体Abcamab86436
CK19抗体Abcamab52625
SignalStain Boost IHC检测试剂Cell Signaling Technology8114, 8125
山羊二抗Abcamab97110
大鼠二抗Abcamab6734
DAB底物试剂盒Cell Signaling Technology--
Signal Stain封片剂Cell Signaling Technology14177S
瓜氨酸化组蛋白H3抗体Abcamab5103
CXCR2抗体Abcamab14935
Alexa Fluor 488山羊抗兔IgGInvitrogenA-11008
NorthernLights抗山羊IgG-NL557R&D SystemsNL001
ProLong Gold抗淬灭封片剂(含DAPI)InvitrogenP36031
共聚焦显微镜ZENS 800ZEISS--
Histopaque-1077分离液Sigma-Aldrich--
Histopaque-1119分离液Sigma-Aldrich--
抗CXCL1抗体R&D SystemsMAB453-500
抗小鼠CD16/CD32抗体BD553142
Live/Dead染料Thermo FisherNC0584313
抗CD11b抗体Biolegend101256
抗Ly6G抗体Biolegend127628

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
动物模型
小鼠基因型、年龄、性别、样本量
阅读提示:Materials and Methods: Animal study;Figure 1 legend
细胞培养
细胞系、培养基、血清浓度、培养条件
阅读提示:Materials and Methods: Cell lines
基因编辑
CRISPR敲除、siRNA/shRNA序列、转染试剂、浓度
阅读提示:Materials and Methods: KDM6A-knockout PANC-1 cells, Knockdown of KDM6A
趋化实验
细胞数量、膜孔径、血清浓度、抗体浓度、时间
阅读提示:Materials and Methods: Chemotaxis assay;Figure 3 legend
体内抗体处理
抗体剂量、给药途径、给药频率、时间点
阅读提示:Materials and Methods: Animal study;Figure 7 legend