DUSP22使LGALS1去磷酸化以增强T细胞驱动的抗肿瘤免疫

DUSP22 dephosphorylates LGALS1 to enhance T cell-driven antitumor immunity

作者信息Lijian Wang, Yutong Guo, Yujie Dai, Wangsheng Sun, Xiaoying Huang, Haipeng Lei, Aiping Zhang, Shuwen Chen, Yiting Li, Jiani Pan, Yangjian Hong, Lingchuan Ma, Yangyang Feng, Fangyuan Shao, Jianming Zeng, Peng Luo, Junqi Li, Weiting Chen, Na Zhou, Yang Li, Heng Sun, Xiaoling Xu, Chu-Xia Deng, Kai Miao
PMID41611244
发布时间2026-01-28
DOI10.1136/jitc-2025-013142

实验完整度

研究包含体外细胞实验(4T1、EMT6等)、体内小鼠模型(BALB/c等)、患者样本(90例乳腺癌组织芯片)及组学数据(bulk/scRNA-seq),并有功能验证(T细胞迁移、肿瘤生长)和机制验证(磷酸化位点突变)。

主要模型

4T1小鼠乳腺癌细胞 EMT6小鼠乳腺癌细胞 BALB/c小鼠原位乳腺癌模型 90例人乳腺癌组织芯片

重点核对

DUSP22在4T1和EMT6细胞中过表达 LGALS1 Ser8/Thr58位点磷酸化突变体 OTX008(LGALS1抑制剂)给药剂量5 mg/kg 抗PD-1抗体给药剂量0.2 mg/次 抗CD3抗体T细胞清除实验

摘要

背景 肿瘤微环境(TME)中CD8+ T细胞浸润不足严重限制了抗肿瘤免疫和癌症免疫治疗的效果。本研究的目的是识别新的肿瘤细胞内在的T细胞浸润调节因子并阐明其作用机制。 方法 我们在小鼠乳腺癌模型中进行了全基因组Sleeping Beauty转座子诱变筛选。通过质谱鉴定蛋白质-蛋白质相互作用,并通过免疫共沉淀验证。通过逆转录定量PCR和western blotting评估基因和蛋白质表达水平。使用流式细胞术、免疫组织化学(IHC)、多重IHC以及分析批量RNA测序和单细胞RNA测序数据并辅以生物信息学分析来评估T细胞浸润和功能。LGALS1上的特异性去磷酸化位点通过磷酸化模拟突变体实验得到证实。T细胞浸润进一步通过体外T细胞跨内皮迁移实验和体内小鼠模型得到验证。 结果 我们的筛选确定了39个候选基因,其中肿瘤细胞内在的双特异性磷酸酶22(DUSP22)表达与增强的CD8+ T细胞积累和抑制的肿瘤进展相关。DUSP22过表达导致CD8+ T细胞浸润增加和T细胞功能增强。机制上,DUSP22与LGALS1结合并在Ser8和Thr58残基处使其去磷酸化,导致LGALS1降解,随后减轻LGALS1介导的免疫抑制。在人乳腺癌样本中,LGALS1表达与DUSP22水平和CD8+ T细胞浸润均呈负相关。治疗性靶向DUSP22-LGALS1轴显著增强CD8+ T细胞浸润,并与抗程序性细胞死亡蛋白-1疗法协同增强抗肿瘤反应。 结论 我们的发现揭示了一种新的磷酸化依赖性DUSP22-LGALS1轴,它重新编程免疫抑制性TME。这项工作因此提出了一种有前景的克服乳腺癌免疫检查点阻断耐药的治疗策略。 关键词:乳腺癌,肿瘤浸润淋巴细胞-TIL,肿瘤微环境-TME,免疫治疗 关于该主题的已知信息 - CD8+ T细胞浸润到肿瘤微环境(TME)不足是有效抗肿瘤免疫的主要限制,也是当前癌症免疫治疗效果不佳的关键原因。尽管TME的免疫抑制性质已得到认可,但控制T细胞浸润的特异性肿瘤细胞内在遗传调节因子尚未完全了解。 本研究新增的内容 - 本研究确定了双特异性磷酸酶22(DUSP22)-LGALS1轴作为控制T细胞流入的新型肿瘤细胞内在通路。我们在机制上证明DUSP22结合并使LGALS1去磷酸化,导致其降解和随后免疫抑制的减轻。此外,我们通过显示该轴在人乳腺癌中的临床相关性提供了转化证据,最重要的是,证明其治疗靶向有效增强CD8+ T细胞浸润并与抗程序性细胞死亡蛋白-1疗法协同增强抗肿瘤反应。 本研究可能如何影响研究、实践或政策 - 这一发现重新定义了我们对免疫抑制性TME磷酸化控制的理解,并提出了一种有前景的新型治疗策略。它有望指导未来研究探索该通路和类似机制,并有可能通过提供一种新型联合策略来克服乳腺癌患者免疫检查点抑制剂耐药,从而影响临床实践。

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
定肿瘤细胞内在的CD8+ T细胞浸润调节因子及其作用机制。
核心机制
DUSP22与LGALS1结合并使其在Ser8和Thr58位点去磷酸化,导致LGALS1降解,从而减轻LGALS1介导的免疫抑制,促进CD8+ T细胞浸润。
主要证据
通过转座子筛选、体外迁移实验、小鼠原位肿瘤模型、患者样本分析以及磷酸化模拟突变体实验,证实DUSP22通过去磷酸化LGALS1增强CD8+ T细胞浸润和抗肿瘤免疫。
研究意义
揭示了DUSP22-LGALS1轴作为重新编程免疫抑制性TME的新机制,并提出联合LGALS1靶向治疗与抗PD-1疗法以克服乳腺癌免疫检查点耐药的治疗策略。

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

全基因组转座子筛选

鉴定调节肿瘤浸润T细胞的新型候选基因

使用Sleeping Beauty转座子系统在Brca1Co;WAP-Cre;SB;T2Onc3小鼠乳腺肿瘤中进行插入突变筛选,根据CD3+ T细胞浸润水平分为低和高组,比较候选驱动基因的插入频率。

2

DUSP22过表达与功能验证

验证DUSP22对肿瘤生长和T细胞依赖性

在4T1和EMT6细胞中过表达Dusp22,通过原位植入免疫缺陷和免疫健全小鼠观察肿瘤生长,并通过抗CD3抗体清除T细胞实验验证T细胞依赖性。

3

CD8+ T细胞浸润与功能评估

评估DUSP22过表达对CD8+ T细胞浸润和功能的影响

通过流式细胞术、IHC、bulk和scRNA-seq分析肿瘤中CD8+ T细胞比例及功能状态,并利用体外跨内皮迁移实验直接验证T细胞迁移能力。

4

DUSP22与LGALS1相互作用验证

验证DUSP22与LGALS1的物理相互作用及其对LGALS1表达的负调控

通过IP-LC/MS鉴定DUSP22相互作用蛋白,并用co-IP验证;通过western blot和ELISA检测LGALS1表达和分泌。

5

LGALS1功能验证与拯救实验

证明LGALS1在DUSP22介导的免疫调节中的关键作用

通过向DUSP22过表达细胞中添加重组LGALS1或用中和抗体和OTX008抑制LGALS1,检测T细胞迁移;通过共过表达LGALS1进行功能拯救实验。

6

磷酸化位点鉴定

确定DUSP22使LGALS1去磷酸化的关键位点

构建LGALS1磷酸化模拟突变体(S8D等),与DUSP22共转染检测蛋白稳定性,并通过T细胞迁移和体内实验确认功能相关位点。

7

联合治疗评估

探索LGALS1靶向与抗PD-1联合治疗的抗肿瘤效果

在4T1原位肿瘤模型中,单独或联合使用LGALS1抑制剂(OTX008)或抗体(anti-Gal1、anti-pGal1)与抗PD-1抗体,评估肿瘤生长和免疫细胞浸润。

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Gibco--
RPMI 1640培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素----
聚乙烯亚胺Polysciences23966
Lenti-X 293T细胞Takara#632180
Alamar Blue试剂SigmaR7017
抗CD3E抗体ZenbioR10037
抗CD4抗体Abcamab183685
抗CD8a抗体Cell Signaling Technology98941S
抗裂解caspase 3抗体Proteintech25128-1-AP
抗GZMB抗体Cell Signaling Technology17215S
HRP山羊抗兔IgGVector LaboratoriesMP-7451-15
HRP山羊抗小鼠IgGVector LaboratoriesMP-7452-15
滨松数字切片扫描仪NanoZoomer S60Hamamatsu Photonics K.K.--
Visiopharm整合系统Visiopharm A/S--
TSA七色试剂盒Absin Bioscienceabs50037-100T
抗CD3抗体Abcamab135372
抗CD8α抗体Cell Signaling Technology85336S
抗DUSP22抗体Novus BiologicalsNBP1-83078
抗LGALS1抗体GenScript--
抗广谱细胞角蛋白抗体Abcamab7753
PhenoImager Fusion系统Akoya Biosciences--
inForm V.3.0软件Akoya Biosciences--
小鼠Galectin-1 ELISA试剂盒Multi Science BiotechEK2382
人Galectin-1 ELISA试剂盒SolarbioSEKH-0526-48T
RIPA裂解缓冲液----
蛋白酶和磷酸酶抑制剂Roche Diagnostics4693159001
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
PVDF膜Millipore--
抗DUSP22抗体InvitrogenPA5-118836
抗LGALS1抗体ZenbioR26784
抗磷酸化苏氨酸抗体Cell Signaling Technology9386
抗磷酸化酪氨酸抗体Cell Signaling Technology9411
抗磷酸化丝氨酸抗体ElabscienceE0AB-21334
抗HA标签抗体AlpaLifeBioKMTSM1315
抗Flag标签抗体AlpaLifeBioKMTSM1318
抗α-微管蛋白抗体Proteintech11224-1-AP
抗β-肌动蛋白抗体SigmaA5316
HRP山羊抗兔二抗Cell Signaling Technology7074
HRP山羊抗小鼠二抗Cell Signaling Technology7076
抗HA磁珠MCEHY-K0201A
抗Flag磁珠SigmaM8823
LTQ线性离子阱质谱仪Thermo Finnigan--
TRIzol试剂Thermo--
Qiagen一步法RT-PCR试剂盒Qiagen--
FastStart SYBR Green预混液Roche--
EasySep小鼠CD8+ T细胞分离试剂盒STEMCELL19853
EasySep人CD8+ T细胞分离试剂盒STEMCELL17953
抗小鼠CD3抗体Invitrogen16-0032-85
抗小鼠CD28抗体Invitrogen16-0281-85
重组小鼠白细胞介素-2NovoproteinCK24
抗人CD3抗体BioLegend317302
抗人CD28抗体BioLegend302902
重组人白细胞介素-2NovoproteinC013
Cytofix/Cytoperm试剂盒BioLegend426803
含布雷菲德菌素A的PMA/离子霉素混合物BioLegend423303
CD45-PerCP抗体BioLegend103130
CD3-APC抗体BioLegend100236
CD3-BV510抗体BioLegend100234
CD4-Alexa Fluor 700抗体BioLegend100430
CD8a-PE-Cyanine7抗体BioLegend100722
CD8a-BV605抗体BioLegend100744
GZMB-PE抗体BioLegend372208
Ki67-PE抗体BioLegend350504
IFN-γ-PE抗体BioLegend505808
可固定活力染料A780Invitrogen65-0865-14
Chromium Next GEM单细胞3'试剂盒V.3.110x Genomics--
Illumina NextSeq测序仪Illumina--
OTX008MCEHY-19756
抗小鼠PD-1抗体Bio X CellBE0273
同型对照Bio X CellBE0089
抗LGALS1抗体GenScript--
抗磷酸化LGALS1抗体(T58)GenScript--
Ultra-LEAF纯化的抗小鼠CD3ε抗体BioLegend100340
Ultra-LEAF纯化的叙利亚仓鼠IgG同型对照BioLegend400940
HEK293T细胞系ATCCCRL-3216
MDA-MB-231细胞系ATCCHTB-26
HUVEC细胞系ATCCCRL-1730
SVEC4-10细胞系ATCCCRL-2181
4T1细胞系ATCCCRL-2539
EMT6细胞系ATCCCRL-2755
HCC1143细胞系ATCCCRL-2321
AT-3细胞系CellverseiCell-m107

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
原位肿瘤模型建立
细胞系(4T1/EMT6/AT-3)、细胞接种数量(5,000或1x10^6等)、注射体积、小鼠品系和性别
阅读提示:Methods - Animal models
DUSP22过表达验证
Dusp22过表达质粒、转染或感染效率、筛选抗体
阅读提示:Methods - Plasmid construction, transfection and infection
T细胞迁移实验
内皮细胞类型、肿瘤细胞数量、T细胞激活条件(CD3/CD28浓度、IL-2)、迁移时间
阅读提示:Methods - T-cell transendothelial migration assay
LGALS1功能实验
重组LGALS1浓度、中和抗体浓度、处理时间
阅读提示:Methods - T-cell transendothelial migration assay
体内药物处理
OTX008剂量、给药频率、抗PD-1剂量、给药途径
阅读提示:Methods - In vivo treatments
T细胞清除实验
抗CD3抗体剂量、给药时间点
阅读提示:Methods - In vivo treatments
流式分析
抗体克隆号、染色步骤、刺激条件
阅读提示:Methods - Flow cytometry