KLF12通过减少癌细胞中的半乳糖凝集素-1克服抗PD-1耐药性

KLF12 overcomes anti-PD-1 resistance by reducing galectin-1 in cancer cells

作者信息Yujia Zheng, Hao Zhang, Chu Xiao, Ziqin Deng, Tao Fan, Bo Zheng, Chunxiang Li, Jie He
PMID37586772
发布时间2023-08
DOI10.1136/jitc-2023-007286

实验完整度

包含体外细胞实验、多个小鼠肿瘤模型(LLC、B16-F10、MC38等)、患者样本分析及机制验证(ChIP、荧光素酶报告基因等)。

主要模型

C57BL/6小鼠LLC肺癌模型 C57BL/6小鼠B16-F10黑色素瘤模型 C57BL/6小鼠MC38结直肠癌模型 入组非小细胞肺癌及食管癌患者样本

重点核对

KLF12过表达或敲除后CD8+ T细胞浸润和功能变化 KLF12与Gal-1启动子结合的直接证据(ChIP、荧光素酶) Gal-1抑制剂(OTX008)或基因沉默对CD8+ T细胞功能的影响 抗PD-1单药与抗PD-1联合Gal-1抑制剂在肿瘤模型中的疗效比较 患者样本中KLF12、Gal-1表达与抗PD-1反应的相关性

摘要

背景:免疫检查点阻断已经彻底改变了癌症治疗,并提高了部分癌症患者的生存率。然而,许多患者并未从免疫治疗中获益,治疗耐药性是一个主要挑战。Krüppel样因子12(KLF12)是一种转录抑制因子,其在肿瘤免疫中的作用尚不清楚。方法:我们通过流式细胞术在体内外证明了KLF12与CD8+ T细胞之间的关系。采用逆转录和定量PCR、western blot、FACS、染色质免疫沉淀-PCR和双荧光素酶报告基因检测等,并利用小干扰RNA(siRNA)和抑制剂,研究了KLF12调节CD8+ T细胞的作用及其潜在机制。使用多种小鼠肿瘤模型进行了体内疗效研究,采用抗程序性细胞死亡蛋白1联合KLF12或半乳糖凝集素-1(Gal-1)抑制剂。结果:本研究发现,肿瘤KLF12的表达与免疫治疗耐药性相关。KLF12在体外和体内抑制CD8+ T细胞的浸润和功能。机制上,KLF12通过与其启动子结合抑制Gal-1的表达,从而改善CD8+ T细胞的浸润和功能,这在癌症免疫治疗中起着至关重要的作用。结论:这项工作确定了一条调节CD8+ T细胞瘤内浸润的新通路,靶向KLF12/Gal-1轴可能成为免疫治疗耐药患者的新型治疗靶点。

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
肿瘤细胞中KLF12是否通过调控Gal-1影响CD8+ T细胞浸润和功能,进而影响抗PD-1免疫治疗的反应性?
核心机制
KLF12直接结合Gal-1启动子抑制其转录,导致Gal-1表达下降,从而解除对CD8+ T细胞的抑制作用,促进CD8+ T细胞浸润和功能增强。
主要证据
在多种小鼠肿瘤模型和患者样本中,KLF12高表达与CD8+ T细胞浸润增加和更好的预后相关;KLF12敲低或缺失导致CD8+ T细胞浸润和功能下降,而Gal-1抑制或敲除逆转这些效应;抗PD-1联合Gal-1抑制剂显著增强抗肿瘤疗效。
研究意义
本研究揭示了KLF12/Gal-1轴在肿瘤免疫中的新机制,并提示靶向该轴可能改善免疫治疗耐药患者的预后,为联合治疗策略提供理论基础。

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

临床样本相关性分析

探究KLF12和Gal-1的表达水平与患者预后及抗PD-1治疗反应的相关性。

对161例NSCLC、53例食管癌和173例结直肠癌组织样本进行IHC和多重免疫荧光染色,结合临床数据评估预后及抗PD-1治疗反应。

2

体外细胞功能实验

明确KLF12对肿瘤细胞增殖、迁移以及CD8+ T细胞功能的影响。

在肿瘤细胞系中过表达或敲低KLF12,运用IncuCyte检测增殖和迁移,通过transwell实验检测CD8+ T细胞跨内皮迁移,通过流式细胞术检测CD8+ T细胞的细胞因子分泌和杀伤能力。

3

体内肿瘤模型实验

验证KLF12在体内对肿瘤生长和CD8+ T细胞浸润及功能的影响。

将KLF12过表达或敲低的肿瘤细胞接种至免疫缺陷(裸鼠)和免疫正常(C57BL/6)小鼠,监测肿瘤生长,并通过流式细胞术和IHC分析肿瘤微环境中CD8+ T细胞的浸润和功能。

4

分子机制研究

阐明KLF12调控Gal-1表达的分子机制。

通过RNA-seq分析KLF12敲低后的差异表达基因,结合ChIP-seq数据预测KLF12结合位点,利用ChIP-qPCR和双荧光素酶报告基因实验验证KLF12直接结合Gal-1启动子并抑制其转录。

5

Gal-1功能验证及联合治疗

验证Gal-1是否介导KLF12的免疫调节作用,并评估Gal-1抑制剂联合抗PD-1的治疗效果。

使用Gal-1抑制剂(OTX008)或基因沉默,检测CD8+ T细胞浸润和功能的变化;在多个肿瘤模型中评估抗PD-1与Gal-1抑制剂联合治疗的抗肿瘤疗效。

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
DiR碘化物Yeasen--
Gal-1抑制剂MCEHY-19756
抗PD-1抗体Bio X CellBE0146
IgG对照Bio X CellBE0083
基质胶Corning--
Zombie Yellow可固定活力试剂盒BioLegend--
溴脱氧尿苷MCE--
RNA提取试剂盒Yishan Biotechnology--
反转录系统Takara--
SYBR Green PCR预混液Takara--
实时PCR系统Applied Biosystems--
RNA Nano 6000检测试剂盒Agilent Technologies--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
SimpleChIP酶法染色质IP试剂盒CST9003
RIPA裂解液Thermo89900
蛋白酶和磷酸酶抑制剂Thermo78442
BCA蛋白定量试剂盒Thermo23225
PVDF膜MilliporeISEQ85R
抗Gal-1抗体CST12936
抗KLF12抗体Abcamab129459
抗β-肌动蛋白抗体CST3700s
HRP标记的抗小鼠IgG二抗CST7076
HRP标记的抗兔IgG二抗CST7074
抗Gal-1抗体CST13888
抗KLF12抗体Biossbs-16783R
抗PD-1抗体CST84651S
抗CD8抗体Abcam217344
CFSE染料Sigma21888
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
Opal聚合物HRP鼠+兔检测试剂Panovue, PerkinElmer--
Opal 520荧光染料PerkinElmer--
DAPI染料----

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
临床样本分析
患者队列的癌症类型、样本量、分期、治疗史及抗PD-1治疗反应评估标准
阅读提示:详见“Patient cohort and evaluation of treatment response”部分
细胞培养与处理
KLF12过表达或敲低的细胞系(如A549、LLC等)、转染试剂、siRNA/shRNA序列、处理时间
阅读提示:详见“Transient transfection and lentivirus preparation”部分
动物模型
小鼠品系(裸鼠/C57BL/6)、肿瘤细胞系(LLC、B16-F10等)、接种细胞数、肿瘤生长监测时间点、给药剂量和频率
阅读提示:详见“Mice”部分
流式细胞术检测
抗体克隆号和荧光标记、细胞表面染色时间、固定透化条件、细胞因子检测的刺激条件
阅读提示:详见“Flow cytometry”部分
机制实验
ChIP用的抗体、细胞数量、酶切时间、引物序列;双荧光素酶报告基因用的启动子片段和突变体
阅读提示:详见“ChIP assay”和“Luciferase reporter assays”部分
联合治疗实验
Gal-1抑制剂(OTX008或HY-19756)的剂量、给药途径(腹腔注射)、抗PD-1抗体的剂量和克隆号
阅读提示:详见“In vivo efficacy studies”部分