瘦、肥胖和减重模型的比较揭示TREM2缺陷仅在瘦小鼠中减弱乳腺癌生长并改变克隆性T细胞群体

Comparison of Lean, Obese, and Weight-Loss Models Reveals TREM2 Deficiency Attenuates Breast Cancer Growth Uniquely in Lean Mice and Alters Clonal T-cell Populations

作者信息Elysa W Pierro, Matthew A Cottam, Hanbing An, Brian D Lehmann, Jennifer A Pietenpol, Kathryn E Wellen, Liza Makowski, Jeffrey C Rathmell, Barbara Fingleton, Alyssa H Hasty
PMID39841585
发布时间2025-04-03
DOI10.1158/0008-5472.CAN-24-3511

实验完整度

包含体外细胞系(E0771)异种移植、多种基因型(Trem2+/−)小鼠模型、单细胞RNA测序、VDJ测序、免疫治疗实验及多个功能验证。

主要模型

C57BL/6J小鼠异种移植模型(E0771细胞) Trem2基因敲除(Trem2−/−)和野生型小鼠 高脂饮食诱导的肥胖模型 体重减轻模型(高脂饮食转换为低脂饮食)

重点核对

Trem2基因型(Trem2+/+ vs Trem2−/−) 饮食方案(低脂饮食、高脂饮食及转换时间) 肿瘤细胞系(E0771 vs E0771PD-L1)及注射细胞量(3×10^5) 肿瘤测量时间(3-4周)及终点标准(28天或体积2000mm³) 抗PD-1治疗剂量和方案(200μg/鼠,每2天一次,共4次)

摘要

肥胖是乳腺癌发展和预后不良的既定风险因素。乳腺肿瘤周围的脂肪环境在肥胖中发炎,已被牵涉到肿瘤进展中,而TREM2(一种在脂肪组织和肿瘤中的巨噬细胞上表达的跨膜受体)是一个新兴的癌症治疗靶点。更好地理解肥胖与乳腺癌关联的机制以及减重的潜在益处可能有助于指导治疗策略。在这里,我们利用瘦、肥胖和减重小鼠模型来检查TREM2缺陷(Trem2+/+和Trem2−/−)对绝经后乳腺癌的影响,取决于体重史条件。Trem2缺陷在瘦小鼠中限制了肿瘤生长,但在肥胖或减重小鼠中则不然。单细胞RNA测序与肿瘤和肿瘤邻近乳腺脂肪组织(mATTum-adj)免疫细胞的VDJ测序相结合,揭示了不同模型间免疫景观的差异。瘦Trem2−/−小鼠的肿瘤表现出克隆性CD8+ T细胞从耗竭状态向效应记忆状态的转变,伴随CD4+ Th1细胞克隆性增加,这在任何其他饮食-基因型组中均未观察到。值得注意的是,在同一只小鼠的肿瘤和mATTum-adj中鉴定出相同的T细胞克隆型。最后,抗PD-1治疗在瘦和减重小鼠中限制了肿瘤生长,但在肥胖小鼠中则不然。这些发现表明体重史可能影响TREM2抑制在绝经后乳腺癌中的疗效。所报道的肿瘤与周围脂肪组织之间的免疫相互作用突出了肥胖和减重条件下的显著差异。

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
TREM2缺陷在不同体重史(瘦、肥胖、减重)条件下对绝经后乳腺癌生长及肿瘤免疫微环境的影响如何?
核心机制
TREM2缺陷通过改变肿瘤内T细胞克隆状态,促进CD8+ T细胞从耗竭向效应记忆转变并增加CD4+ Th1细胞克隆性,从而抑制肿瘤生长,但仅在瘦小鼠中发生。
主要证据
在瘦Trem2−/−小鼠中观察到肿瘤生长受抑,单细胞RNA测序显示CD8+ TEM和CD4+ Th1克隆性增加,VDJ测序发现肿瘤与mATTum-adj共享克隆型,而肥胖或减重小鼠中未见这些变化。
研究意义
体重史可能影响TREM2抑制和抗PD-1治疗的疗效,提示个体化治疗需考虑患者的体重史。

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

建立瘦、肥胖和减重小鼠模型

模拟不同体重史条件,研究其对乳腺癌生长的影响

对C57BL/6J雌性小鼠进行卵巢切除,然后分别给予低脂饮食(LFD)、高脂饮食(HFD)或先HFD后LFD,以产生瘦、肥胖和减重模型。

2

肿瘤细胞接种

建立同系小鼠乳腺癌模型,观察肿瘤生长差异

在饮食干预20周后,将E0771或E0771PD-L1细胞(3×10^5)注射到第四对左侧乳腺脂肪垫中。

3

评估肿瘤生长和体重代谢指标

比较不同饮食和基因型下肿瘤生长及代谢状态

定期测量肿瘤体积和质量,进行葡萄糖耐量测试(GTT)和身体成分分析。

4

单细胞RNA测序和VDJ测序

分析肿瘤和肿瘤邻近脂肪组织中免疫细胞的转录组和T细胞克隆型

对肿瘤和mATTum-adj的CD45+细胞进行单细胞RNA测序,并进行T细胞受体β链测序以确定克隆型。

5

抗PD-1治疗

评估不同体重史对抗PD-1治疗反应的影响

在肿瘤体积达到50-100mm³时,腹腔注射抗PD-1抗体或IgG同型对照,每2天一次,共4次。

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
C57BL/6J小鼠Jackson Laboratories000664
高脂饮食(D12492)Research DietsD12492
低脂饮食(D12450J)Research DietsD12450J
常规饮食(5001)Lab Diets5001
E0771细胞CH3 Biosystems94A001
E0771PD-L1细胞----
RPMI培养基Gibco22400-089
胶原酶ISigma-AldrichC2674
脱氧核糖核酸酶ISigma-AldrichD5025
IV型胶原酶Worthington BiochemicalLS004189
CD11b微珠Miltenyi Biotec130-093-634
CD4/CD8微珠Miltenyi Biotec130-116-480
CD8微珠Miltenyi Biotec130-116-478
CD45微珠Miltenyi Biotec130-110-618
MS柱Miltenyi Biotec130-042-201
LS柱Miltenyi Biotec130-042-401
Chromium Next GEM单细胞5' HT v2试剂盒10X Genomics--
NovaSeq 6000Illumina--
抗PD-1抗体(克隆29F.1A12)BioXCellBE0273
IgG2A同型对照(克隆2A3)BioXCellBE0089
TREM2捕获抗体R&D SystemsMAB17291
重组小鼠TREM2蛋白R&D Systems1729-T2
生物素化TREM2抗体R&D SystemsBAF1729
链霉亲和素HRPR&D SystemsDY998
RNeasy Micro试剂盒Qiagen74004
RLT缓冲液Qiagen79216
iScript反转录超混液Bio-Rad1708840
Taqman基因表达检测ThermoFisher Scientific--
CFX96实时PCR检测系统Bio-Rad--
FACSAria IIIBD Biosciences--
Countess IIIThermo Fisher--
Bruker MinispecBruker--
拜安康血糖仪Bayer--
GentleMACS组织处理器Miltenyi Biotec--
C管Miltenyi Biotec130-093-237

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
动物模型建立
小鼠品系(C57BL/6J)、卵巢切除时间(6周龄)、饮食方案(LFD/HFD喂养时间和转换节点)
阅读提示:Methods 中 Wild-type mouse studies 和 Trem2+/+ and Trem2−/− studies
肿瘤接种
细胞系(E0771或E0771PD-L1)、细胞数(3×10^5)、注射部位(第四对左侧乳腺脂肪垫)、肿瘤生长时间(3-4周)
阅读提示:Methods 中 Tumor cell implantation
肿瘤测量
测量频率(每1-2天)、肿瘤体积计算公式(V=(L*W*W)/2)、终点标准(28天或体积2000mm³或溃疡)
阅读提示:Methods 中 Tumor cell implantation
单细胞测序
组织来源(肿瘤和mATTum-adj)、CD45+细胞分选、测序平台、样本数(每组3-4只)
阅读提示:Methods 中 Single cell RNA sequencing 和 Single cell RNAseq data processing
抗PD-1治疗
抗体克隆(29F.1A12和2A3)、剂量(200μg/鼠)、给药途径(腹腔)、给药频率(每2天一次,共4次)
阅读提示:Methods 中 IgG and αPD-1 administration