选择性USP7抑制与MEK1/2抑制剂协同增强免疫反应并增强抗PD-1治疗在NRAS突变黑色素瘤中的疗效

Selective USP7 Inhibition Synergizes with MEK1/2 Inhibitor to Enhance Immune Responses and Potentiate Anti-PD-1 Therapy in NRAS-Mutant Melanoma

作者信息Liya Su, Dinghao Wang, Timothy J Purwin, Sophia Ran, Qi Yang, Qingrun Zhang, Weijia Cai
PMID40204067
发布时间2025-10
DOI10.1016/j.jid.2025.03.021

实验完整度

包含体外细胞系筛选、CRISPR筛选与敲除验证、RPPA分析、同系移植模型、免疫表型分析及联合用药体内实验,涵盖分子机制、细胞功能与体内药效等多个独立证据层级。

主要模型

NRAS突变黑色素瘤细胞系(如WM1361A、SBcl2) Nras突变小鼠黑色素瘤同系移植模型(M173M1、1007)

重点核对

FT671浓度(IC50测定,5天处理) USP7敲除及回补(野生型与C223S突变体)对细胞增殖的影响 TP53、TP53BP1、CDKN1A敲除对FT671敏感性的影响 FT671和trametinib联合处理的浓度(FT671 3μmol/L、trametinib 3nmol/L) 体内给药剂量(FT671 100mg/kg/d,trametinib 0.2mg/kg/d)和给药方式(口服灌胃)

摘要

针对NRAS突变黑色素瘤的靶向治疗仍然是一个未满足的临床需求。我们发现,用选择性USP7抑制剂(USP7i)FT671抑制泛素特异性肽酶7(USP7)可抑制NRAS突变黑色素瘤细胞系的增殖。此外,我们鉴定并验证了TP53BP1、TP53或CDKN1A的敲除赋予了对FT671的耐药性,表明功能性p53信号通路的激活对于USP7i的疗效至关重要。在Nras突变黑色素瘤同系移植模型中,FT671治疗延缓了肿瘤生长。此外,FT671与MEK1/2抑制剂(MEKi)的联合治疗在体外具有协同作用并诱导细胞焦亡。在免疫competent小鼠中,联合治疗显著抑制肿瘤生长,延长生存期,并增强瘤内免疫细胞浸润,特别是增加CD8⁺T细胞和成熟树突状细胞的比例,表明抗肿瘤免疫被激活。值得注意的是,USP7i、MEKi和抗PD-1抗体的三联组合导致持久的肿瘤消退,效果在治疗停止后持续超过80天。这些发现确立了USP7i+MEKi作为一种有前景的策略来靶向NRAS这一黑色素瘤中“不可成药”的突变,并为临床开发USP7i加MEKi作为辅助治疗以增强NRAS突变黑色素瘤患者抗PD-1免疫治疗提供了强有力的理论依据。

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
选择性USP7抑制在NRAS突变黑色素瘤中的疗效及其与MEK1/2抑制剂联合应用能否增强抗肿瘤免疫和抗PD-1治疗的效果?
核心机制
USP7抑制通过激活p53信号通路(TP53BP1-TP53-CDKN1A轴)抑制肿瘤细胞增殖;与MEK1/2抑制剂联合可诱导细胞焦亡,增强抗肿瘤免疫,并提高抗PD-1治疗的响应。
主要证据
体外细胞系实验显示FT671抑制NRAS突变细胞增殖,敲除TP53、TP53BP1、CDKN1A导致耐药;同系移植模型中联合治疗显著抑制肿瘤生长并延长生存,免疫分析显示CD8⁺T细胞和成熟树突状细胞比例增加;三联组合(USP7i+MEKi+抗PD-1)实现持久肿瘤消退。
研究意义
该研究为NRAS突变黑色素瘤提供了一种新的治疗策略,支持USP7i联合MEKi作为辅助治疗以增强抗PD-1免疫治疗的临床开发。

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

体外细胞增殖抑制实验

评估FT671对NRAS突变黑色素瘤细胞系增殖的抑制作用。

用不同浓度FT671处理多种黑色素瘤细胞系5天,测定IC50。

2

USP7敲除和回补实验

验证FT671的效应是否依赖于USP7及其催化活性。

在WM1361A-iCas9细胞中通过CRISPR敲除USP7,并回补野生型或催化失活突变体,观察细胞生长。

3

全基因组CRISPR筛选

鉴定FT671耐药相关的基因。

用sgRNA文库转导WM1361A-iCas9细胞,用DMSO或FT671处理7天,比较sgRNA富集情况。

4

基因敲除验证

验证筛选出的候选基因敲除是否影响FT671敏感性。

分别敲除TP53、TP53BP1、CDKN1A等基因,用不同浓度FT671处理5天,测定细胞活力。

5

RPPA分析

分析FT671处理对蛋白表达和磷酸化的影响。

用DMSO或FT671处理WM1361A和WM1366细胞,提取蛋白进行RPPA分析。

6

体内药效实验(同系移植模型)

评估FT671单药及联合治疗在体内的抗肿瘤效果。

将Nras突变小鼠黑色素瘤细胞(M173M1、1007)接种到C57BL/6J小鼠,待肿瘤体积达到100mm³后随机分组,给予FT671、trametinib或联合治疗,监测肿瘤生长和生存期。

7

免疫细胞浸润分析

检测联合治疗对肿瘤免疫微环境的影响。

治疗7天后取肿瘤,制备单细胞悬液,流式细胞术分析免疫细胞亚群。

8

三联组合治疗实验

评估USP7i+MEKi联合抗PD-1抗体的抗肿瘤效果。

M173M1荷瘤小鼠分为四组,接受溶剂+对照抗体、联合+对照抗体、溶剂+抗PD-1、联合+抗PD-1治疗,监测肿瘤生长和生存。

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
MCDB153培养基Sigma--
Leibowitz L-15培养基----
RPMI-1640培养基----
DMEM培养基----
Opti-MEM培养基----
Ham's F12培养基----
胎牛血清----
胰岛素----
FT671MedChemExpressHY-107985
曲美替尼Selleck ChemS2673
PD0325901----
P5091----
HBX41108----
抗PD-1抗体(克隆RMP1-14)Bio X CellBE0146
同型对照抗体Bio X CellBE0089
Guide-it CRISPR全基因组文库PCR试剂盒Takara Bio632646
蛋白酶抑制剂混合物Roche11836170001
磷酸酶抑制剂混合物Roche4906845001
Laemmli样品缓冲液Bio-Rad1610747
双色预染蛋白marker IINantong Broth Biotechnology Co., Ltd.PM201
抗Vinculin抗体Santa Cruz Biotechnologysc-73614
抗p53抗体Santa Cruz Biotechnologysc-126
抗β-actin抗体Santa Cruz Biotechnologysc-47778
抗USP7抗体Cell Signaling Technology4833
抗DNMT1抗体Cell Signaling Technology5032
抗TP53BP1抗体Cell Signaling Technology88439
抗NF2抗体Cell Signaling Technology12888
抗KHSRP抗体Cell Signaling Technology13398
抗MDM2抗体Cell Signaling Technology86934
抗MITF抗体Cell Signaling Technology12590
抗PUMA抗体Cell Signaling Technology12450
抗p21抗体Cell Signaling Technology2946
抗磷酸化ERK1/2抗体Cell Signaling Technology9101
抗ERK1/2抗体Cell Signaling Technology4696
抗磷酸化S6 (S240/244)抗体Cell Signaling Technology2215
抗磷酸化S6 (S235/236)抗体Cell Signaling Technology4857
抗S6抗体Cell Signaling Technology2217
抗caspase-3抗体Cell Signaling Technology9662
抗HMGB1抗体Cell Signaling Technology6893
抗GSDME抗体Abcamab215191
FITC Annexin V凋亡检测试剂盒BD Pharmingen556547
RNase I----
碘化丙啶----
DAPIBD564907
TruStain FcX PLUSBioLegend156603
LymphoprepSTEMCELL Technologies--
小鼠肿瘤解离试剂盒Miltenyi Biotec130-096-730
gentleMACS解离器及C管Miltenyi Biotec--
流式抗体(CD45.2、CD3、CD4、CD8α、CD25、PD-1、NK1.1、CD11b、CD11c、CD80、CD163、I-A/I-E、CD86、CD206、PD-L1)BioLegend--
Matrigel基质胶Corning354248
BECKMAN Coulter Vi-CELL XR细胞活力分析仪BECKMAN Coulter--
IncuCyte活细胞成像系统Essen Bioscience--
BD Celesta流式细胞仪BD--
BD FACSAria II流式细胞仪BD--

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
细胞系处理
细胞系来源和培养条件:不同细胞系(WM1361A、SBcl2等)的培养基和血清浓度;FT671处理浓度和时间(如IC50测定用浓度梯度处理5天)。
阅读提示:详见Methods中的“Cell culture and drug treatment in vitro”及图1图注
注射剂量与途径
动物模型:C57BL/6J小鼠,皮下注射M173M1或1007细胞数量(5×10^6或1×10^6);FT671给药剂量100mg/kg/d,口服灌胃;trametinib剂量0.2mg/kg/d。
阅读提示:详见Methods中的“In vivo tumor growth studies”及图3、图5、图6图注
治疗时间节点
治疗起始时间:肿瘤体积达到100mm³或200mm³;治疗持续时间:如图5中74天,图6中80天后停止;免疫分析前治疗7天。
阅读提示:详见Methods中的“In vivo tumor growth studies”及图5、图6图注
抗PD-1抗体给药方案
抗PD-1抗体(clone RMP1-14)剂量5mg/kg,腹腔注射,给药时间点(第0、3、9、12、18、21、27、30天)。
阅读提示:详见Methods中的“In vivo tumor growth studies”及图6图注
统计与重复
体外实验至少三个生物学重复;统计检验方法(如two-way ANOVA、log-rank test)及显著性阈值(p<0.05)需核对原文。
阅读提示:详见Methods中的“Statistical analysis and reproducibility”及各图注中的统计说明