STING激活重塑微环境使NF1相关的恶性外周神经鞘瘤对免疫治疗敏感

STING activation reprograms the microenvironment to sensitize NF1-related malignant peripheral nerve sheath tumors for immunotherapy

作者信息Bandarigoda N Somatilaka, Laasya Madana, Ali Sadek, Zhiguo Chen, Sanjay Chandrasekaran, Renee M McKay, Lu Q Le
PMID38502231
发布时间2024-03-19
DOI10.1172/JCI176748

实验完整度

包含体外细胞实验、自发小鼠模型、条件敲除模型、异种移植模型及患者样本,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

cisNP小鼠MPNST模型 条件性MPNST小鼠模型(PLP-CreERT2Nf1fl/flp53fl/fl) 人MPNST异种移植小鼠模型 小鼠MPNST细胞系(HTS-Luc、cisMPNST)

重点核对

STING激动剂ADU-S100的给药剂量和方式:瘤内注射50 μg,在第1、4、7天给药 SA3给药剂量和方式:腹腔注射50 mg/kg,单次给药 抗PD-1抗体给药剂量和方式:腹腔注射250 μg,在第1、4天给药 抗PD-L1抗体给药剂量和方式:腹腔注射100 μg,在第1、4天给药 肿瘤体积测量方法:测量三个垂直径线,体积按(L×W×D)/2计算

摘要

神经纤维瘤病1型(NF1)由编码神经纤维瘤蛋白(一种RAS GTP酶激活蛋白)的NF1基因突变引起。NF1失活突变导致RAS介导的信号过度激活,从而引发多种肿瘤,包括恶性外周神经鞘瘤(MPNST)。MPNST是一种侵袭性肿瘤,是NF1患者死亡的主要原因。MPNST难以切除,对化疗和放疗耐药,目前尚无分子疗法。免疫检查点阻断(ICB)是治疗无法手术、无药可用的癌症(如MPNST)的一种方法,但成功的结局需要富含免疫细胞的肿瘤微环境。虽然MPNST是非炎症性“冷”肿瘤,但在这里,我们通过激活干扰素基因刺激因子(STING)信号将MPNST转化为T细胞炎症性“热”肿瘤。用STING激动剂联合ICB处理的小鼠遗传模型和人异种移植MPNST模型通过增加凋亡细胞死亡而表现出生长延迟。该策略为MPNST提供了潜在的治疗方案。

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
能否通过激活STING信号将“冷”肿瘤MPNST转化为“热”肿瘤,并使其对免疫检查点阻断治疗敏感。
核心机制
STING激动剂激活STING通路,上调促炎细胞因子和趋化因子(如Ifnb1、Tnf、Cxcl10、Il12a),促进T细胞浸润,将MPNST转化为T细胞炎症性“热”肿瘤,联合ICB通过增加凋亡细胞死亡抑制肿瘤生长。
主要证据
在cisNP小鼠模型、条件性MPNST模型及人MPNST异种移植模型中,STING激动剂单独或联合ICB治疗后,观察到肿瘤生长延迟、T细胞浸润增加和凋亡标志物(cleaved caspase 3、cleaved PARP)表达升高。
研究意义
该研究为无法手术的MPNST患者提供了一种潜在的治疗方案,支持在临床试验中测试STING激动剂联合免疫检查点抑制剂治疗MPNST。

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

MPNST免疫微环境特征分析

验证MPNST是否为T细胞缺乏的“冷”肿瘤并表达PD-L1。

通过IHC检测cisNP小鼠MPNST、pNF、脾脏及人MPNST中免疫细胞标志物和PD-L1表达。

2

STING激动剂体外激活STING通路验证

检测STING激动剂ADU-S100在MPNST细胞系中能否激活STING通路并上调细胞因子表达。

用ADU-S100处理HTS-Luc和cisMPNST细胞系,不同时间点收集,通过Western blot检测p-IRF3、p-NF-κB,qRT-PCR检测细胞因子基因表达。

3

STING激动剂体内激活STING通路及免疫细胞浸润评估

验证STING激动剂在体内能否激活STING通路并促进T细胞浸润。

对cisNP小鼠MPNST瘤内注射ADU-S100或腹腔注射SA3,12天后取肿瘤,通过Western blot、qRT-PCR和IHC检测STING通路和免疫细胞浸润。

4

STING激动剂对MPNST生长的影响

评估STING激动剂单药对MPNST生长的抑制作用。

监测ADU-S100或SA3处理与对照的肿瘤体积变化。

5

STING激动剂联合ICB的抗肿瘤效果评估

验证STING激动剂联合免疫检查点阻断能否增强抗肿瘤效果并促进凋亡。

对cisNP小鼠、条件性MPNST小鼠和裸鼠移植瘤进行ADU-S100联合抗PD-1或抗PD-L1治疗,测量肿瘤体积,IHC检测T细胞浸润和凋亡标志物。

6

STING激动剂联合ICB在人MPNST异种移植模型中的效果

评估STING激动剂联合ICB能否加速人MPNST的完全消退。

将人MPNST组织移植至免疫健全C57BL/6小鼠,用ADU-S100或ADU-S100+抗PD-1治疗,监测肿瘤体积和T细胞浸润、凋亡。

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
ADU-S100MedChemExpressHY-12885B
SA3MedChemExpressHY-103665
抗PD-1抗体Bio X CellBE0146
抗PD-L1抗体Bio X CellBE0101
抗CTLA-4抗体Bio X CellBE0164
高糖DMEM培养基MilliporeSigmaR8756
胎牛血清MilliporeSigma5628
GlutaMAXGibco, Thermo Fisher Scientific35050079
青霉素/链霉素MilliporeSigmaT4049
TRIzol试剂Thermo Fisher ScientificT9424
iScript Select cDNA合成试剂盒Bio-Rad1708897
iTaq Universal SYBR Green SupermixBio-Rad172-5124
QuantStudio 3实时荧光定量PCR系统Thermo Fisher Scientific--
RIPA裂解液Thermo Fisher Scientific8990
蛋白酶抑制剂Thermo Fisher Scientific88265
磷酸酶抑制剂Thermo Fisher ScientificA32959
STING抗体Cell Signaling Technology13647S
TBK1抗体Cell Signaling Technology3504T
p-TBK1 (s172)抗体Cell Signaling Technology5483T
IRF3抗体Invitrogen, Thermo Fisher ScientificMA5-32348
p-IRF3抗体Cell Signaling Technology4947S
NF-κB抗体Abcamab16502
p-NF-κB抗体Cell Signaling Technology3033S
PD-L1抗体Abcamab213480
GAPDH抗体Santa Cruz BiotechnologySC-32233
Vinculin抗体Cell Signaling Technology4650S
Foxp3抗体Abcamab215206
CTLA-4抗体Bio X CellBE0164
CD20抗体BiossBS-0080R
CD3抗体Abcamab16669
CD4抗体Abcamab183685
CD8α抗体Invitrogen, Thermo Fisher ScientificPA5-81344
Iba1抗体Thermo Fisher Scientific019-19741
iNOS抗体Abcamab15323
甘露糖受体抗体Abcamab64693
p-H3 (ser10)抗体Cell Signaling Technology9701s
cleaved caspase 3抗体Cell Signaling Technology9661S
cleaved PARP抗体Cell Signaling Technology9488S
抗PD-1抗体Abcamab214421
山羊抗兔IgG-Cy3二抗Jackson ImmunoResearch--
Olympus IX73显微镜Olympus--
H358细胞----
S462细胞MilliporeSigmaSCC414
cisMPNST细胞----
HTS-Luc MPNST细胞----
裸鼠Charles River Laboratories553

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
STING激动剂处理
ADU-S100给药剂量和方式:瘤内注射50 μg,在第1、4、7天给药;SA3给药剂量和方式:腹腔注射50 mg/kg,单次给药
阅读提示:Methods: STING agonist treatment and ICB; Table 1
免疫检查点阻断
抗PD-1抗体给药剂量和方式:腹腔注射250 μg,在第1、4天给药;抗PD-L1抗体给药剂量和方式:腹腔注射100 μg,在第1、4天给药;抗CTLA-4抗体给药剂量和方式:腹腔注射300 μg,在第1、4天给药
阅读提示:Methods: STING agonist treatment and ICB; Table 1
肿瘤体积测量
测量三维径线并计算体积:(L×W×D)/2
阅读提示:Methods: STING agonist treatment and ICB
动物模型
cisNP小鼠、条件性MPNST小鼠、裸鼠移植瘤模型的具体构建方法
阅读提示:Methods: Mice, MPNST allografts and xenografts in mice
细胞培养和体外处理
MPNST细胞系培养条件和ADU-S100处理浓度及时间
阅读提示:Methods: Cell culturing