内皮VEGFR2-PLCγ信号通过eNOS/Src调控血管通透性和抗肿瘤免疫

Endothelial VEGFR2-PLCγ signaling regulates vascular permeability and antitumor immunity through eNOS/Src

作者信息Elin Sjöberg, Marit Melssen, Mark Richards, Yindi Ding, Catarina Chanoca, Dongying Chen, Emmanuel Nwadozi, Sagnik Pal, Dominic T Love, Takeshi Ninchoji, Masabumi Shibuya, Michael Simons, Anna Dimberg, Lena Claesson-Welsh
PMID37651195
发布时间2023-10-16
DOI10.1172/JCI161366

实验完整度

包括体外细胞实验(HUVEC、MAE)、动物模型(Vegfr2Y1173F/+、Plcg1iECKO、Nos3S1176A)、体内血管渗漏检测、肿瘤模型和临床样本分析,涉及功能验证和机制验证。

主要模型

人脐静脉内皮细胞(HUVEC) 小鼠主动脉内皮细胞(MAE) B16F10黑色素瘤小鼠模型 T241纤维肉瘤小鼠模型

重点核对

Vegfr2Y1173F/+杂合突变对PLCγ激活的影响 内皮特异性PLCγ缺失(Plcg1iECKO)对VEGFA诱导渗漏的抑制作用 eNOS S1176A突变对VE-cadherin Y685磷酸化和渗漏的影响 PLCγ抑制剂U73122和细胞内钙螯合剂MAPTAM对VE-cadherin磷酸化的影响

摘要

内皮磷脂酶Cγ(PLCγ)对血管发育至关重要;然而,其在健康、成熟或病理血管中的作用尚未被探索。在这里,我们显示PLCγ在几种人类癌症形式的血管中显著表达,特别是在肾细胞癌(RCC)中。透明细胞RCC中高PLCγ表达与血管生成活性和不良预后相关,而低表达与免疫细胞激活相关。PLCγ在血管内皮生长因子受体2(VEGFR2)磷酸化位点Y1173(pY1173)下游被诱导。杂合Vegfr2Y1173F/+小鼠或缺乏内皮PLCγ的小鼠(Plcg1iECKO)表现出稳定的内皮屏障和减少的血管渗漏。屏障稳定伴随着免疫抑制细胞因子表达减少,B细胞、辅助性T细胞和调节性T细胞浸润减少,以及对化学和免疫治疗的反应改善。机制上,pY1173/PLCγ信号诱导Ca2+/蛋白激酶C依赖的内皮型一氧化氮合酶(eNOS)激活,这是Src酪氨酸硝化和激活所必需的。Src诱导的VE-钙黏蛋白Y685磷酸化伴随着内皮连接的解体。在Vegfr2Y1173F/+小鼠中,健康血管和肿瘤血管均检测到该pY1173/PLCγ/eNOS/Src通路,该小鼠PLCγ和eNOS激活减少,血管渗漏受到抑制。因此,我们认为我们确定了一个临床相关的内皮PLCγ通路,位于VEGFR2 pY1173下游,该通路破坏内皮屏障并导致抗肿瘤免疫丧失。

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
VEGFR2 Y1173/PLCγ信号在成熟血管和肿瘤血管中是否调控血管通透性,并如何影响抗肿瘤免疫?
核心机制
VEGFR2 pY1173磷酸化激活PLCγ,导致Ca2+/PKC依赖的eNOS激活,eNOS产生的NO诱导Src酪氨酸硝化并激活Src,Src磷酸化VE-cadherin Y685导致内皮连接解体,增加血管通透性,抑制抗肿瘤免疫。
主要证据
体外实验显示PLCγ沉默抑制VEGFA诱导的SFK激活和VE-cadherin Y685磷酸化;体内实验中Vegfr2Y1173F/+和Plcg1iECKO小鼠VEGFA诱导的渗漏和VE-cadherin Y685磷酸化减少,肿瘤中B细胞和Treg浸润减少,CD40激动剂治疗后肿瘤生长受抑。
研究意义
该研究确定了VEGFR2 Y1173/PLCγ通路作为调节血管通透性和肿瘤免疫的潜在治疗靶点,可能用于改善RCC等癌症的免疫治疗反应。

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

人肿瘤组织PLCγ表达分析

探究PLCγ在人肿瘤血管中的表达及其临床意义。

使用组织微阵列(TMA)对5种癌症(RCC、皮肤癌、黑色素瘤、肺癌、胰腺癌)进行PLCγ免疫染色,并在ccRCC TCGA队列(KIRC)中分析PLCG1 mRNA表达与生存期的相关性。

2

VEGFR2 Y1173F突变小鼠模型建立

评估Y1173信号在体内对PLCγ激活和血管通透性的必要性。

使用杂合Vegfr2Y1173F/+小鼠和内皮特异性敲除小鼠(Vegfr2Y1173F/–)进行VEGFA诱导的皮肤渗漏实验(Evans blue、FITC-右旋糖酐),并检测pPLCγ和VE-cadherin Y685磷酸化。

3

内皮PLCγ缺失对血管通透性的影响

验证PLCγ在内皮屏障调节中的细胞自主作用。

使用Plcg1iECKO小鼠(内皮特异Plcg1敲除)进行VEGFA诱导的Evans blue渗漏实验和VE-cadherin Y685磷酸化检测。

4

体外内皮细胞功能验证

确定PLCγ在下游信号和VE-cadherin磷酸化中的作用。

在HUVEC中通过siRNA沉默PLCG1,检测VEGFA诱导的SFK、ERK、eNOS磷酸化及VE-cadherin Y685磷酸化;使用PLCγ抑制剂U73122和钙螯合剂MAPTAM验证Ca2+依赖性;使用PKC抑制剂Go6983和NO供体SNAP进行通路解析。

5

肿瘤模型评估

评估Y1173F突变对肿瘤血管通透性、免疫细胞浸润和免疫治疗反应的影响。

在WT和Vegfr2Y1173F/+小鼠中皮下接种B16F10黑色素瘤和T241纤维肉瘤,检测血管渗漏(FITC/TRITC-右旋糖酐)、免疫细胞浸润(流式)和细胞因子表达(qPCR);用低剂量TMZ或抗CD40抗体处理观察肿瘤生长。

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
内皮细胞生长培养基MV2PromoCell--
DMEM GlutaMAX培养基Gibco--
血管内皮生长因子A165Peprotech--
ThapsigarginThermo Fisher Scientific--
S-亚硝基-N-乙酰青霉胺Merck--
U73122Merck--
MAPTAMMerck--
U0126Merck--
渥曼青霉素Merck--
Go6983Abcam--
Lipofectamine转染试剂Thermo Fisher Scientific--
Opti-MEM培养基Gibco--
Fluo-4 Direct钙检测试剂盒Thermo Fisher Scientific--
抗磷酸化eNOS (S1177)抗体BD Biosciences612393
抗eNOS抗体AbcamAb76198
抗GAPDH抗体MerckMAB374
抗Grb2抗体Santa Cruzsc-255
抗PI3Kp85抗体Millipore06-195
抗VE-钙黏蛋白抗体Santa Cruzsc-9989
抗磷酸化Akt抗体Cell Signaling Technology4858
抗Akt抗体Cell Signaling Technology9272
抗磷酸化FAK (Tyr576/577)抗体Cell Signaling Technology3281s
抗FAK抗体Cell Signaling Technology3285s
抗磷酸化p44/42 MAPK (Erk1/2) (Thr202/Tyr204)抗体Cell Signaling Technology9101s
抗p44/42 MAPK (Erk1/2)抗体Cell Signaling Technology4696s
抗磷酸化PLCγ1 (Tyr783)抗体Cell Signaling Technology2821s
抗PLCγ1抗体Cell Signaling Technology2822s
抗PLCγ2抗体Cell Signaling Technology3872
抗磷酸化SFK (Tyr416)抗体Cell Signaling Technology2101s
抗Src抗体Cell Signaling Technology2123s
抗磷酸化VEGFR2 (Tyr951)抗体Cell Signaling Technology2471s
抗磷酸化VEGFR2 (Tyr1175)抗体Cell Signaling Technology2478s
抗磷酸化VEGFR2 (Tyr1212)抗体Cell Signaling Technology2477s
抗VEGFR2抗体Cell Signaling Technology2479s
HRP标记抗兔二抗CytivaNA934
HRP标记抗小鼠二抗CytivaNA931
抗CD31抗体R&D SystemsAF3628
抗CD34抗体Agilent TechnologiesIR63261-2
抗磷酸化eNOS (S1177)抗体BD Biosciences612393
抗eNOS抗体AbcamAb5589
抗磷酸化PLCγ1 (Tyr783)抗体Cell Signaling Technology2821s
抗PLCγ1抗体Cell Signaling Technology2822s
抗VE-钙黏蛋白抗体R&D SystemsAF1002
抗磷酸化SFK (Tyr416)抗体Cell Signaling Technology2101s
抗Src抗体MilliporeClone GD11
抗Yes抗体BD Biosciences610376
抗3-硝基酪氨酸抗体AbcamAb61392
他莫昔芬Merck--
FITC-右旋糖酐(2000 kDa)Merck--
TRITC-右旋糖酐(70 kDa)Tdb labs--
FITC-右旋糖酐(2000 kDa可固定)Tdb labs--
Matrigel基质胶Corning--
替莫唑胺----
抗CD40抗体(克隆FGK4.5)BioXcellBE016-2
IgG2a同型对照(克隆2A3)BioXcellBE0089
CD45微珠Miltenyi Biotec--
活/死可固定染料Invitrogen--
Fc阻断大鼠抗小鼠CD16/32抗体BD Biosciences2.4G2
brilliant染色缓冲液plusBD Biosciences566385
FOXP3/转录因子染色缓冲液套装Invitrogen--
CytoFLEX LX流式细胞仪Beckman Coulter--
Rneasy纤维组织迷你试剂盒Qiagen74704
iScript Adv cDNA试剂盒(用于RT-qPCR)Bio-Rad--
SsoAdvanced通用SYBR Green超混合液Bio-Rad--

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
细胞培养与刺激
细胞类型(HUVEC)、培养条件(MV2培养基)、VEGFA浓度(100 ng/mL)和刺激时间(5分钟)、抑制剂浓度(U73122 5 μM,MAPTAM 5 μM,Go6983 10 μM)和预处理时间
阅读提示:Methods: Cell culture, Cell stimulation details
RNA干扰
siRNA序列(siPLCG1、siNOS3等)、转染试剂(Lipofectamine)、siRNA浓度(10 nM)和转染后时间(48-72小时)
阅读提示:Methods: RNAi
动物模型
小鼠基因型(Vegfr2Y1173F/+等)、他莫昔芬给药方案(80 mg/kg腹腔注射连续5天)、年龄(8周龄)、性别
阅读提示:Methods: Animals
体内血管渗漏检测
VEGFA注射剂量(100 ng/μl)、Evans blue使用方法、FITC-右旋糖酐(2000 kDa)用量、渗漏定量方法
阅读提示:Methods: Intravital vascular leakage assay, Miles assay
肿瘤模型
细胞系(B16F10、T241)、注射细胞数(5×10^5)、Matrigel混合比例(1:1)、TMZ剂量(5 mg/kg)、抗CD40抗体剂量(100 μg)
阅读提示:Methods: Subcutaneous mouse tumor models
流式细胞术
肿瘤消化方法(小鼠肿瘤解离试剂盒)、免疫细胞标记抗体(CD45、CD19、CD4、CD8、Foxp3等)、固定和破膜条件
阅读提示:Methods: Flow cytometry analysis, 补充表4