耐受性单核细胞来源的朗格汉斯细胞通过芳香烃受体-环氧合酶-2激活促进黑色素瘤进展和免疫治疗抵抗

Tolerogenic Monocyte-Derived Langerhans Cells Promote Melanoma Progression and Immunotherapy Resistance through Aryl Hydrocarbon Receptor-Cyclooxygenase-2 Activation

作者信息Liyun Dong, Naming Wu, Zhen Cai, Shiyi Yan, Juan Pan, Liu Yang, Jinjin Zhu, Yujue Wang, Jun Li, Juan Tao
PMID40216154
发布时间2025-11
DOI10.1016/j.jid.2025.02.155

实验完整度

研究包含患者样本分析、小鼠模型(DTR和cKO)以及体外细胞实验等多个独立证据层级,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

B16黑色素瘤细胞系耳部注射的C57BL/6J小鼠模型 muLangerin-DTR-EGFP转基因小鼠模型 moLC条件性敲除小鼠模型 人黑色素瘤组织样本及肿瘤引流淋巴结

重点核对

B16细胞注射数量:耳部模型为1×10^5,侧腹模型为3×10^5 DT处理方案:1 μg DT腹腔注射,用于耗竭驻留LC anti-CSF1R抗体处理方案:500 μg腹腔注射 TGF-β处理浓度:0、5、20 ng/ml,处理24小时 AhR抑制剂CH223191的使用

摘要

朗格汉斯细胞(LCs)作为表皮驻留的抗原提呈细胞,是最早接触皮肤早期致癌变化(如黑色素瘤)的细胞之一。在炎症或癌症期间,循环单核细胞被募集到表皮,取代已迁移至引流淋巴结的驻留LC。然而,LC亚群在黑色素瘤进展中的具体作用仍不清楚。在本研究中,我们观察到随着疾病进展,黑色素瘤肿瘤组织中驻留LC减少,单核细胞来源的LC(moLC)增加。值得注意的是,对抗PD-1治疗耐药的黑色素瘤患者中moLC的频率高于对治疗有反应的患者。利用muLangerin-DTR转基因和moLC特异性敲除小鼠模型,我们证明驻留LC的耗竭加速了黑色素瘤的生长,而moLC的耗竭抑制了肿瘤进展。机制上,与驻留LC相比,moLC表现出环氧合酶-2相关基因的表达升高。TGF-β被发现在moLC中激活芳香烃受体-环氧合酶-2信号,导致前列腺素E2产生增加和PD-L1表达上调,这共同促进了moLC对CD8+细胞毒性T淋巴细胞的免疫抑制作用。总之,我们的发现突出了LC亚群在黑色素瘤进展中的功能异质性,为LC生物学和潜在的治疗策略提供了更深入的见解。

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
在黑色素瘤进展中,驻留LC和单核细胞来源的LC亚群各自发挥什么功能,其机制是什么?
核心机制
TGF-β激活moLC中的芳香烃受体-环氧合酶-2信号通路,促进前列腺素E2的产生和PD-L1的表达,从而诱导moLC的耐受性表型,抑制CD8+ T细胞免疫。
主要证据
通过患者样本分析发现moLC在晚期和抗PD-1耐药患者中增多;小鼠模型显示驻留LC耗竭促进肿瘤生长,而moLC耗竭抑制肿瘤;体外实验证明TGF-β通过AhR-COX2-PGE2通路增强moLC的免疫抑制功能。
研究意义
本研究揭示了LC亚群在黑色素瘤进展中的功能异质性,为黑色素瘤免疫治疗提供了新的策略。

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

分析患者样本中LC亚群的组成与临床相关性

探究黑色素瘤进展和免疫治疗响应中LC亚群的分布变化。

收集23例不同分期黑色素瘤患者的组织切片,通过免疫荧光染色鉴定并计数驻留LC和moLC,并分析TDLN中的亚群比例以及与抗PD-1治疗响应的关系。

2

建立小鼠黑色素瘤模型并跟踪LC亚群动态

在小鼠模型中验证LC亚群比例随肿瘤进展的变化。

将B16细胞注射到C57BL/6J小鼠耳部,在第7天和第14天通过流式细胞术和免疫荧光分析肿瘤组织中rLC和moLC的比例及表型。

3

体外分化moLC和rLC并用TGF-β处理

研究TGF-β对moLC和rLC表型和功能的影响。

从人外周血单核细胞诱导分化为moLC,从脐带血CD34+造血干细胞诱导分化为rLC,然后用不同浓度TGF-β处理24小时,进行转录组分析和流式细胞术检测。

4

验证AhR-COX2-PGE2信号通路在moLC中的激活

确定TGF-β是否通过AhR-COX2-PGE2通路促进moLC的免疫抑制功能。

通过RNA-seq、ELISA、Western blot等检测TGF-β处理后moLC中COX2、PGE2、PD-L1的表达,并使用AhR抑制剂CH223191验证通路。

5

体内耗竭rLC或moLC评估肿瘤生长

在体内直接验证rLC和moLC对黑色素瘤生长的作用。

使用muLangerin-DTR-EGFP小鼠注射DT耗竭rLC,使用moLC-cKO小鼠敲除moLC,然后接种B16细胞,测量肿瘤体积并分析免疫细胞浸润。

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
人GM-CSF重组蛋白PeproTech300-03
人IL-4重组蛋白PeproTech200-04
人TGF-β重组蛋白PeproTech100-21C
人CD34磁珠分选试剂盒Miltenyi Biotec130-046-702
人单核细胞分离试剂盒StemCell19359
人CD3阳性选择试剂盒IIStemCell100-0692
淋巴细胞分离液StemCell07811
CD3e单克隆抗体eBioscience16-0031-82
CD28单克隆抗体eBioscience16-0281-82
L-谷氨酰胺Sigma-AldrichG8540
地塞米松Sigma-AldrichD4902
牛血清白蛋白Sigma-AldrichV900933
胎牛血清Gibco10099141C
0.25%胰蛋白酶-EDTABoster Biological TechnologyPYG0015
脱氧核糖核酸酶ISolarbioD8071
胶原酶IV型BioFroxx1904MG100
分散酶Sigma-Aldrich42613-33-2
人CD4初始T细胞分离试剂盒BioLegend480041
细胞激活混合物(含布雷菲德菌素A)BioLegend423303
Zombie Aqua可固定活性检测试剂盒BioLegend423101
人重组Flt3配体PeproTech300-19
人重组干细胞因子PeproTech300-19
人重组促血小板生成素PeproTech300-18
人重组IL-2PeproTech200-02
人记忆CD8+ T细胞富集试剂盒StemCell19159
人CD4记忆T细胞富集试剂盒BioLegend480063
TRIzol试剂Invitrogen15596018
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Thermo Fisher ScientificK1622
iTaq通用SYBR Green超混合液Bio-Rad1725120
增强化学发光底物BeyotimeP0018S
AhR拮抗剂 (CH223191)MCE301326-22-7
PGE2高灵敏度ELISA试剂盒Enzo Life SciencesADI-931-001
人IL-10 ELISA试剂盒BioLegendADI-901-036
抗小鼠CSF1R单克隆抗体BioXcellBE0213
白喉毒素List Biological Laboratories150
抗人CD1a抗体BioLegend300103
抗人Langerin抗体BioLegend352205
抗人CD80抗体BioLegend305231
抗人CD86抗体BioLegend374211
抗人PD-L1抗体BioLegend329717
抗人CD3抗体BioLegend300305
抗人CD4抗体BioLegend357407
抗人CD8抗体BioLegend980902
抗人PD-1抗体BioLegend367415
抗人FoxP3抗体BioLegend320213
抗人CD103抗体BioLegend350225
重组抗AHR抗体Abcamab308215
重组抗COX2抗体Abcamab179800
抗GAPDH抗体Abcamab263962
重组抗Lamin B1抗体Abcamab133741
山羊抗兔HRP二抗Abcam205718
重组抗人CD1a抗体Abcamab108309
重组抗人CD207抗体Abcamab192027
重组抗人CD14抗体Abcamab133335
重组抗人CD4抗体Abcamab133616
抗FoxP3多克隆抗体BiossBS-0296R
抗CD8抗体ZSGB-bioZA-0508
重组抗人CD69抗体Abcamab233396
重组抗人CD103抗体Abcamab129202
重组抗小鼠Ly6C抗体Abcamab15627
Langerin/CD207抗体Novus BiologicalsDDX03629-100
重组抗小鼠CD8抗体Abcamab217344
重组抗小鼠CD44抗体Abcamab189524
重组抗小鼠CD69抗体Abcamab202909
重组抗小鼠CD4抗体Abcamab183685
抗小鼠CD3抗体BioLegend100203
抗小鼠CD4抗体BioLegend100469
抗小鼠CD8a抗体BioLegend100743
抗小鼠CD25抗体BioLegend101915
抗小鼠CD45抗体BioLegend103116
抗小鼠FoxP3抗体BioLegend126407
抗小鼠MHCII抗体BioLegend107612
抗小鼠/人CD11b抗体BioLegend101228
抗小鼠CD64抗体BioLegend983202
抗小鼠Ly6C抗体BioLegend128006
抗小鼠/人Langerin抗体BioLegend144212
抗小鼠XCR1抗体BioLegend148243
抗小鼠PD-L1抗体BioLegend124313
抗小鼠CD127抗体BioLegend135039
抗小鼠F4/80抗体BioLegend123149
抗小鼠CD326抗体BioLegend118233
抗小鼠CD103抗体BioLegend121422
抗小鼠CD80抗体BioLegend104707
抗小鼠CD86抗体BioLegend105011
抗小鼠CD69抗体BioLegend104511
抗小鼠PD-1抗体BioLegend135227
纯化的抗小鼠CD16/32抗体BioLegend101301
固定/破膜浓缩液eBioscience00-5123-43

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
患者样本分析
患者分期、抗PD-1治疗响应状态、moLC和rLC的计数标准
阅读提示:Results 第一段及Figure 1
小鼠黑色素瘤模型
B16细胞数量、注射部位、DT或anti-CSF1R的用量和时间
阅读提示:Materials and Methods 中的Mouse melanoma models
体外细胞分化
细胞因子组合和浓度(GM-CSF、IL-4、TGF-β等)、培养天数
阅读提示:Materials and Methods 中的Generation of moLCs 和 Generation of rLCs
TGF-β处理
TGF-β浓度(0、5、20 ng/ml)、处理时间(24小时)
阅读提示:Materials and Methods 中的Stimulation of resident Langerhans cells and monocyte-derived Langerhans cells in culture
信号通路验证
AhR抑制剂CH223191的使用、检测指标(PGE2、IL-10、PTGS2等)
阅读提示:Results 第四段及Figure 4