靶向纤维蛋白原样蛋白1增强肝细胞癌的免疫治疗

Targeting fibrinogen-like protein 1 enhances immunotherapy in hepatocellular carcinoma

作者信息Mingen Lin, Jing He, Xinchao Zhang, Xue Sun, Wenjing Dong, Ruonan Zhang, Yanping Xu, Lei Lv
PMID37115693
发布时间2023-05-01
DOI10.1172/JCI164528

实验完整度

包含体外细胞实验、体内动物模型及临床样本分析等多层级验证,明确功能验证和机制验证。

主要模型

HEK293T细胞 HCC细胞系(HCCLM3、SMMC-7721、Huh7等) Hepa 1-6和H22同系小鼠肿瘤模型 HCC患者组织样本

重点核对

FGL1 Lys 98乙酰化修饰及其对蛋白稳定性的影响(通过突变、特异性抗体、质谱验证) SIRT2作为FGL1去乙酰化酶的作用(过表达、敲低、敲除及抑制剂AGK2) AGK2或阿司匹林处理对FGL1降解及T细胞杀伤功能的影响(体外共培养和杀伤实验) AGK2或阿司匹林与抗PD-L1联合治疗的体内抗肿瘤效果(Hepa 1-6和H22模型) 临床样本中SIRT2与FGL1表达及乙酰化水平的相关性及预后意义(免疫组化分析)

摘要

癌细胞如何逃避免疫检查点阻断的治疗效果在很大程度上是未知的。在此,我们报道纤维蛋白原样蛋白1(FGL1),一种新发现的免疫检查点配体,在肝细胞癌(HCC)中第98位赖氨酸(Lys 98)处被乙酰化修饰,这使其被靶向蛋白酶体降解。Sirtuin 2(SIRT2)去乙酰化并稳定FGL1,从而促进免疫逃逸。值得注意的是,SIRT2抑制剂2-氰基-3-[5-(2,5-二氯苯基)-2-呋喃基]-N-5-喹啉基-2-丙烯酰胺(AGK2)在体外增强了FGL1的乙酰化并降低了FGL1蛋白水平。AGK2与程序性死亡配体1(PD-L1)阻断联合治疗有效抑制了肿瘤生长并提高了小鼠的总生存率。此外,阿司匹林,一种老药,可以在体外直接乙酰化FGL1的Lys 98并促进其降解。阿司匹林增强了免疫治疗的功效,诱导肿瘤消退,并延长了荷瘤小鼠的寿命。此外,SIRT2/FGL1轴在HCC标本中表达。总的来说,这些发现揭示了FGL1的乙酰化介导的调控,确定了HCC免疫治疗的潜在靶点,并为HCC的临床治疗提供了治疗策略。

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
FGL1如何通过翻译后修饰调控其蛋白稳定性,进而影响HCC的免疫逃逸和对免疫检查点阻断疗法的应答。
核心机制
SIRT2通过去乙酰化FGL1的Lys 98,稳定FGL1蛋白,从而抑制T细胞活化,促进免疫逃逸;AGK2抑制SIRT2或阿司匹林直接乙酰化FGL1 Lys 98,促进其蛋白酶体降解,增强PD-L1阻断的疗效。
主要证据
体外实验表明SIRT2去乙酰化FGL1并增加其稳定性,AGK2或阿司匹林诱导FGL1降解并增强T细胞杀伤;体内实验中,AGK2或阿司匹林联合抗PD-L1显著抑制肿瘤生长并延长生存期;临床样本显示SIRT2与FGL1表达正相关,与乙酰化水平负相关,且与预后相关。
研究意义
揭示SIRT2/FGL1轴作为HCC免疫治疗的潜在靶点,为增强抗PD-1/PD-L1疗效提供联合治疗策略,并提示SIRT2、FGL1及乙酰化水平可作为预后标志物。

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

鉴定FGL1乙酰化修饰及位点

确定FGL1是否存在乙酰化修饰,并鉴定主要乙酰化位点。

在HEK293T细胞中过表达Flag-FGL1,结合去乙酰化酶抑制剂处理,用乙酰化抗体检测乙酰化水平;通过赖氨酸点突变筛选确定乙酰化位点;用位点特异性抗体和质谱确认Lys 98。

2

验证乙酰化促进FGL1蛋白酶体降解

探究FGL1乙酰化对其蛋白稳定性和降解途径的影响。

用NAM处理多种HCC细胞系,检测FGL1蛋白和mRNA水平;用蛋白酶体、溶酶体和自噬抑制剂处理,观察FGL1降解途径;通过泛素化实验和CHX追踪实验分析降解速率。

3

鉴定SIRT2为FGL1去乙酰化酶

筛选并验证负责FGL1 Lys 98去乙酰化的SIRT家族成员。

在HCC细胞中过表达SIRTs,检测FGL1蛋白水平;通过共免疫沉淀和免疫印迹验证相互作用;通过SIRT2野生型、催化突变体、抑制剂AGK2和siRNA敲低,检测FGL1乙酰化和泛素化水平。

4

评估AGK2对T细胞活性的影响

验证通过AGK2抑制SIRT2降低FGL1水平是否增强T细胞抗肿瘤活性。

建立肝癌细胞与活化T细胞的体外共培养体系;用PHA活化Jurkat细胞,检测IL-2 mRNA;进行T细胞杀伤实验。

5

验证AGK2联合PD-L1阻断的体内疗效

检验AGK2与抗PD-L1抗体联合治疗在体内对HCC肿瘤生长和生存期的影响。

使用Hepa 1-6和H22同系小鼠模型,分别给予AGK2、抗PD-L1或联合治疗;监测肿瘤生长和生存期;通过免疫印迹和免疫组化分析FGL1水平、CD8+ T细胞浸润和颗粒酶B表达。

6

验证阿司匹林诱导FGL1乙酰化和降解

探究阿司匹林是否能直接乙酰化FGL1并促进其降解,及其对T细胞活性的影响。

体外重组FGL1蛋白与阿司匹林孵育,检测乙酰化;用质谱确认Lys 98乙酰化;处理多种细胞,检测FGL1蛋白水平、泛素化及降解途径;在共培养体系中检测IL-2 mRNA和T细胞杀伤。

7

评估阿司匹林联合PD-L1阻断的体内疗效

验证阿司匹林与抗PD-L1联合治疗在体内是否增强抗肿瘤免疫。

在Hepa 1-6和H22模型中,给予阿司匹林、抗PD-L1或联合治疗;监测肿瘤生长和生存期;检测FGL1表达和免疫浸润。

8

分析SIRT2和FGL1乙酰化与临床病理特征的相关性

探讨SIRT2与FGL1乙酰化水平在HCC组织中的相关性及其预后意义。

对HCC组织微阵列进行免疫组化染色,检测SIRT2、总FGL1和乙酰化K98-FGL1水平;分析其与肿瘤分期、大小和患者生存期的相关性。

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Meilun Biotechnology--
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
EZ-trans转染试剂Life-iLab--
聚凝胺----
曲古抑菌素A----
烟酰胺----
AGK2TargetMol--
阿司匹林Ouhe Technology--
KOD Fx DNA聚合酶TOYOBO--
DpnI限制酶Takara--
NcmDH5-α感受态细胞NCM Biotech--
EZ-press RNA纯化试剂盒EZ Bioscience--
4×反转录预混液EZ Bioscience--
2× SYBR qPCR预混液AlpaLife--
Applied Biosystems 7300 Plus序列检测系统Applied Biosystems--
蛋白酶抑制剂混合物ApexBio--
抗乙酰化赖氨酸抗体Cell Signaling Technology9441
抗FGL1抗体Proteintech16000-1-AP
抗FGL2抗体Proteintech67152-1-Ig
抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
抗SIRT2抗体Abcamab211033
抗LAG-3抗体Proteintech16616-1-AP
抗His抗体HUABIOR1207-2
抗Flag抗体AbHOHOA012FL01
抗HA抗体AbHOHOA012HA01
抗乙酰化K98 FGL1抗体ABclonal Technology Biotech--
HRP标记的抗小鼠二抗Signalway AntibodyL3032
HRP标记的抗兔二抗Signalway AntibodyL3012
抗Flag磁珠AbHOHOA032FL01
Protein G琼脂糖凝胶GE Healthcare17-0618-01
Tanon 5200成像系统Tanon--
TCA蛋白沉淀试剂盒Sangon Biotech--
人FGL1 ELISA试剂盒CUSABIO Technology--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen, Thermo Fisher Scientific--
ImmunoCult-XF T细胞扩增培养基STEMCELL Technologies10981
ImmunoCult人CD3/CD28/CD2 T细胞活化剂STEMCELL Technologies10970
白细胞介素-2Pepro Tech--
抗CD3抗体eBioscience, Thermo Fisher Scientific160027
瑞拉利单抗Selleck ChemicalsA2029
对照IgGSino BiologicalHG4K
TIMS-TOF Pro质谱仪Bruker Daltonics--
抗PD-L1单克隆抗体----
脱蜡液Solarbio Life Science--

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
FGL1乙酰化检测
去乙酰化酶抑制剂的浓度和处理时间(TSA 5 μM, 16 h;NAM 10 mM, 6 h);Flag-FGL1稳定表达细胞株
阅读提示:Methods: Cell culture, transfection, virus infection, and treatments;Figure 1A-C
FGL1降解机制
蛋白酶体抑制剂MG132使用条件(浓度和时间);FGL1蛋白半衰期测定(CHX浓度100 μg/mL)
阅读提示:Methods: Cell culture, transfection, virus infection, and treatments;Figure 1J-L; Supplemental Figure 1
SIRT2去乙酰化实验
SIRT2过表达或敲低的效率验证;SIRT2催化失活突变体(H187Y);AGK2处理浓度和时间
阅读提示:Methods: Cell culture, transfection, virus infection, and treatments; Plasmids; RNA interference;Figure 2
体外T细胞功能实验
共培养体系中肿瘤细胞预处理浓度和时间;Jurkat细胞活化条件(PHA 500 ng/mL, 72 h);共培养比例和时长;T细胞杀伤实验中效应和靶细胞比例
阅读提示:Methods: Coculture experiments; T cell–mediated tumor cell–killing assay;Supplemental Figure 3
体内联合治疗实验
肿瘤模型建立(细胞数量、注射部位);药物剂量和方案(AGK2 10 mg/kg, i.p., 每周三次;阿司匹林 50 mg/kg, i.p., 每天一次;anti-PD-L1 100 μg, i.p., 指定天数);分组和随机化方法;生存期终点标准
阅读提示:Methods: Animal experiments;Figure 3A-D, Figure 5A-D
阿司匹林直接乙酰化实验
重组FGL1蛋白浓度、阿司匹林浓度(0.125-0.25 mM)和孵育时间(30 min);质谱分析流程
阅读提示:Methods: Mass spectrometric analysis;Figure 4A-C
临床样本分析
组织芯片的来源和样本数(94例HCC, 86例癌旁);IHC染色评分标准;统计分析选择(t检验、Pearson相关、Kaplan-Meier)
阅读提示:Methods: Human tissue microarray analysis; Statistics;Figure 6