TET2-STAT3-CXCL5轴促进中性粒细胞脂质转移以驱动肺腺鳞转化

TET2-STAT3-CXCL5 nexus promotes neutrophil lipid transfer to fuel lung adeno-to-squamous transition

作者信息Yun Xue, Yuting Chen, Sijia Sun, Xinyuan Tong, Yujia Chen, Shijie Tang, Xue Wang, Simin Bi, Yuqin Qiu, Qiqi Zhao, Zhen Qin, Qin Xu, Yingjie Ai, Leilei Chen, Beizhen Zhang, Zhijie Liu, Minbiao Ji, Meidong Lang, Luonan Chen, Guoliang Xu, Liang Hu, Dan Ye, Hongbin Ji
PMID38805014
期刊J Exp Med
发布时间2024-07-01
DOI10.1084/jem.20240111

实验完整度

包含基因敲除小鼠模型、细胞系实验、类器官、体内药物处理等多层级验证,并进行了机制和功能验证。

主要模型

KL小鼠模型 (KrasLSL-G12D/+; Lkb1L/L) KLT小鼠模型 (KrasLSL-G12D/+; Lkb1L/L; Tet2L/L) KL原代细胞系 (KL-#1, KL-#2) KL鳞状类器官

重点核对

Tet2基因敲除在KL模型中对鳞状转化的抑制作用 STAT3-CXCL5轴在中性粒细胞浸润中的作用 中性粒细胞向肿瘤细胞脂质转移的机制及EIPA的阻断效果 Ruxo和C188-9对STAT3信号通路的抑制效果

摘要

表型可塑性是癌症的一个日益突出的特征,由LKB1失活触发的肺腺鳞转化(AST)与耐药性显著相关。迫切需要深入了解AST的机制,以确定LKB1缺陷型肺癌的治疗脆弱性。在这里,我们发现在KrasLSL-G12D/+; Lkb1L/L (KL)小鼠中,AST期间十-十一易位(TET)介导的DNA去甲基化升高,单个Tet基因的敲除揭示Tet2是鳞状转化所必需的。TET2通过STAT3介导的CXCL5表达促进中性粒细胞浸润。靶向STAT3-CXCL5轴通过减少中性粒细胞浸润有效抑制鳞状转化。有趣的是,肿瘤浸润的中性粒细胞富含甘油三酯,并可将脂质转移至肿瘤细胞以促进细胞增殖和鳞状转化。巨胞饮的药理学抑制显著抑制中性粒细胞至癌细胞脂质转移并阻断鳞状转化。这些数据揭示了一种通过调节免疫微环境和代谢通讯来协调表型可塑性的表观遗传机制,并确定了抑制AST的治疗策略。

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
TET2介导的DNA去甲基化是否及如何调控LKB1缺陷型肺癌中的腺鳞转化过程?
核心机制
TET2通过STAT3介导的CXCL5表达促进中性粒细胞浸润,中性粒细胞通过巨胞饮作用向肿瘤细胞转移脂质,从而促进细胞增殖和鳞状转化。
主要证据
在KL小鼠模型中,Tet2敲除抑制鳞状转化并减少中性粒细胞浸润;αCXCL5抗体、Ruxo和C188-9处理可抑制CXCL5表达和中性粒细胞浸润,阻断鳞状转化;EIPA抑制中性粒细胞向癌细胞脂质转移,阻断鳞状转化。
研究意义
揭示了表观遗传调控、免疫微环境和代谢通讯在肺腺鳞转化中的协同作用,并确定了抑制AST的潜在治疗策略。

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TET2在AST中的作用

确定TET2是否参与调控肺腺鳞转化。

通过CRISPR/Cas9在KL模型中敲除Tet1/2/3,并使用条件性Tet2敲除小鼠(KLT)观察鳞状转化表型。

2

验证TET2对中性粒细胞浸润的影响

探究TET2是否通过调节免疫微环境促进鳞状转化。

通过流式细胞术和免疫荧光检测KL和KLT小鼠肿瘤中中性粒细胞等免疫细胞浸润情况。

3

验证TET2-STAT3-CXCL5轴

阐明TET2调控CXCL5表达和中性粒细胞浸润的分子机制。

通过ELISA、RT-qPCR、hMeDIP-qPCR和ChIP-qPCR检测CXCL5表达及TET2在Cxcl5启动子区域的结合。

4

在体内验证靶向STAT3-CXCL5轴的效果

评估靶向STAT3-CXCL5轴对鳞状转化的抑制作用。

使用CXCL5中和抗体、Ruxo、C188-9处理KL小鼠,观察鳞状转化及中性粒细胞浸润情况。

5

验证中性粒细胞脂质转移在AST中的作用

探究中性粒细胞是否通过脂质转移促进鳞状转化。

通过BODIPY染色、SRS显微镜和FACS分析脂质含量,并共培养中性粒细胞与KL细胞,观察脂质转移及细胞增殖。

6

在体内验证阻断脂质转移的效果

评估EIPA对鳞状转化的抑制作用。

对KL小鼠给予EIPA治疗,观察鳞状转化及脂质转移情况。

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培养基Gibco--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清----
鲁索利替尼MedChemExpressHY-50856
C188-9MedChemExpressHY-112288
EIPAMedChemExpressHY-101840
CXCL5中和抗体R&Dmab433
TTF1抗体Abcamab133638
p63抗体Abcamab124762
SOX2抗体Abcamab92494
KRT5抗体BioworldBS1208
5mC抗体EurogentecBI-MECY-0100
5hmC抗体Active Motif39792
Ki-67抗体NovusNB500
pSTAT3抗体CST9145
MPO抗体R&D systemAF3667
BODIPY荧光染料GLPBIOGC42959
EpCAM抗体CST2929
DAPICST4083
TET2抗体CST18950S
STAT3抗体CST9132
β-actin抗体ABclonalAC026
TRIzol试剂----
第一链合成试剂盒Invitrogen--
SYBR-Green荧光定量PCR预混液Roche--
5hmC抗体Active Motif39769
TET2抗体Shanghai Youke--
I型胶原酶Worthington-BiochemLS004196
G蛋白琼脂糖珠GE17061801
甘油三酯AladdinG107438
胆固醇InnochemA90286
磷脂酰胆碱TopscienceT19514
磷脂酰丝氨酸TopscienceT21437
鞘磷脂MacklinS877036
腺病毒Cre重组酶----
受激拉曼散射显微镜OlympusFV1200

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
Tet2敲除对鳞状转化的影响
Tet2基因敲除方式(CRISPR/Cas9或条件性敲除)及敲除效率验证;鳞状转化评估指标(AST发生率、SCC数量及负荷)
阅读提示:见Methods 'Mouse study' 和 'CRISPR-Cas9 plasmids construction and lentivirus production',以及Fig. 1和S1图注
STAT3-CXCL5轴
Ruxo、C188-9的药物剂量、给药方式及时间;CXCL5表达水平检测方法
阅读提示:见Methods 'Mouse study',Fig. 4图注和讨论部分
脂质转移
中性粒细胞分离方法、共培养条件(比例、时间);脂质检测方法(BODIPY染色、SRS显微镜);EIPA浓度及处理时间
阅读提示:见Methods 'Co-culture KL cells with neutrophils' 和 'SRS microscope analysis',Fig. 5图注