靶向OxLDL介导的CD36+ CAF重编程增强骨肉瘤PD-1免疫治疗

Targeting OxLDL-mediated CD36 + CAF reprogramming potentiates PD-1 immunotherapy in osteosarcoma

作者信息Anyu Zeng, Hongmin Chen, Tianqi Luo, Weiqing Chen, Yihui Song, Yanyang Xu, Zhihao Chen, Qinglian Tang, Xiaojun Zhu, Chuangzhong Deng, Huaiyuan Xu, Anqi Wang, Hao Wu, Guohui Song, Jinchang Lu, Jin Wang
PMID41413558
发布时间2025-12-18
DOI10.1186/s12943-025-02516-2

实验完整度

包含scRNA-seq、细胞功能实验、动物模型、组学分析等多层级验证,且明确进行功能验证和机制验证。

主要模型

K7M2小鼠皮下移植瘤模型 K7M2小鼠胫骨旁原位模型 人骨肉瘤组织样本 原代CAFs和CD8+ T细胞

重点核对

CD36+ CAFs在非应答者中富集,且OxLDL水平与肿瘤坏死率负相关 CAFs与K7M2细胞以1:3比例共注射建立皮下瘤模型 维生素E(50 mg/kg,每日口服)与抗PD-1(10 mg/kg,腹腔注射)联合治疗 CD36敲低或SSO抑制CD36降低OxLDL摄取 整合素α5β1阻断抗体Volociximab逆转ANGPTL4诱导的CD8+ T细胞功能障碍

摘要

背景:骨肉瘤对PD-1阻断反应有限,主要归因于其免疫抑制性肿瘤微环境(TME)。癌症相关成纤维细胞(CAFs)在骨肉瘤中促进免疫抑制的具体机制尚未完全阐明。方法:我们对接受新辅助化疗和抗PD-1治疗的患者骨肉瘤组织进行了单细胞RNA测序(scRNA-seq),以研究肿瘤微环境。分析了细胞组成、基因表达程序和信号通路。利用功能实验、pull-down和PLA-flow结合验证以及体内小鼠模型来剖析CAF来源因子影响CD8+ T细胞功能并促进免疫治疗反应的机制。结果:我们鉴定了一个CD36+ CAFs亚群,其特征是适应性摄取氧化低密度脂蛋白(OxLDL)并激活PPARG–FABP4轴。这种代谢程序促进了ANGPTL4的分泌,其与CD8+ T细胞上的整合素结合并激活JAK2–STAT3通路,导致T细胞耗竭和效应功能受损。在体内,给予VitE有效清除OxLDL,重编程TME,增强CD8+ T细胞浸润,并与PD-1阻断协同改善肿瘤控制。结论:CD36+ CAFs通过OxLDL–PPARG–ANGPTL4轴驱动免疫抑制性代谢重编程,促进骨肉瘤中CD8+ T细胞耗竭和免疫治疗抵抗。在临床前模型中,用VitE靶向该通路减轻了CAF介导的免疫抑制并增强了PD-1阻断反应,为骨肉瘤中基于代谢的联合策略提供了理论基础。

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
骨肉瘤中癌症相关成纤维细胞(CAFs)如何通过代谢重编程促进免疫抑制并导致PD-1免疫治疗抵抗?
核心机制
CD36+ CAFs通过CD36依赖性摄取OxLDL,激活PPARG–FABP4轴,上调ANGPTL4分泌,ANGPTL4与CD8+ T细胞上的整合素α5β1结合,激活JAK2–STAT3通路,导致CD8+ T细胞耗竭和功能障碍。
主要证据
单细胞测序鉴定CD36+ CAFs亚群,体外实验证明OxLDL摄取依赖CD36并激活PPARG通路,pull-down和PLA-flow验证ANGPTL4与整合素α5β1结合,动物模型证明维生素E清除OxLDL可增强抗PD-1疗效。
研究意义
揭示了脂质代谢与免疫治疗抵抗之间的新机制,提出针对CD36+ CAFs代谢通路的联合治疗策略可能提高骨肉瘤免疫治疗疗效。

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

单细胞测序鉴定CD36+ CAFs亚群

探究骨肉瘤免疫治疗反应差异的细胞基础,鉴定与耐药相关的CAF亚群。

对8例接受新辅助化疗联合抗PD-1治疗的患者肿瘤样本进行scRNA-seq,分析细胞组成和CAF亚群。

2

体外OxLDL摄取实验

验证CD36+ CAFs是否通过CD36依赖性机制摄取OxLDL。

分离正常成纤维细胞(NAFs)和CAFs,比较OxLDL和脂肪酸摄取能力,并使用siRNA敲低CD36或使用CD36抑制剂SSO处理。

3

OxLDL刺激及RNA-seq

探究OxLDL刺激后CAFs的分子变化,鉴定关键通路和转录因子。

用OxLDL刺激CAFs后进行RNA-seq,结合单细胞数据鉴定PPARG信号通路。

4

PPARG下游靶标验证

验证PPARG是否直接调控CD36、FABP4和ANGPTL4的表达。

通过qRT-PCR、Western blot、ChIP-qPCR验证PPARG对靶基因的调控。

5

细胞共培养实验

验证CAF分泌的ANGPTL4对CD8+ T细胞功能的影响。

用CAF条件培养基或重组ANGPTL4处理CD8+ T细胞,检测PD1、GZMB、TNFα、IFNγ表达及凋亡。

6

ANGPTL4受体验证

确定ANGPTL4在CD8+ T细胞上的直接受体。

Pull-down和PLA-flow实验验证ANGPTL4与整合素α5β1结合。

7

体内药效实验

评估维生素E(VitE)联合抗PD-1疗法对骨肉瘤动物模型的疗效。

建立K7M2皮下和胫骨旁原位模型,分别给予对照、VitE、抗PD-1或联合治疗,评估肿瘤生长、CD8+ T细胞浸润和耗竭标志物。

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
胶原酶IISigma-Aldrich--
胶原酶IVSigma-Aldrich--
脱氧核糖核酸酶ISigma-Aldrich--
红细胞裂解液BD Biosciences--
人抗成纤维细胞微珠Miltenyi Biotec130-050-601
小鼠肿瘤相关成纤维细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec130-116-474-1
人CD8+ T细胞分离试剂盒RWDK1203-10
C1-BODIPY 500/510 C12 脂肪酸探针BeyotimeC2055
DiI标记的人高氧化低密度脂蛋白yiyuanYB-0010
BODIPY 581/591 C11 探针Cayman27086
TSA生物素检测试剂盒Perkin-ElmerNEL700001KT
PANO TSA Opal多重免疫荧光试剂盒Panovue--
ProLong Diamond抗淬灭封片剂(含DAPI)ThermoP36962
KO525活力染料510BD Biosciences564406
抗小鼠CD16/CD32抗体BD Biosciences553143
Brilliant染色缓冲液BD Biosciences566349
固定/透化缓冲液BD Biosciences554714
CytoFLEX流式细胞仪Beckman--
CD3/CD28磁珠ProteintechKMS310-10
膜蛋白提取试剂盒BeyotimeP0033
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0012
His标签蛋白磁珠BeyotimeP2226
Duolink® flowPLA小鼠/兔入门试剂盒-绿色Sigma-AldrichDUO94011
Lipofectamine™ 3000转染试剂ThermoL3000015
OxLDL ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0066
13-HODE ELISA试剂盒MEIMIANMM-60095H2
ANGPTL4 ELISA试剂盒ProteintechKE00186
SteadyPure RNA提取试剂盒AGAG21024
Evo M-MLV RT预混液(qPCR用)试剂盒AGAG11706
SYBR Green预混液Pro Taq HS qPCR试剂盒ⅢAGAG11739
SimpleChIP®酶法染色质IP试剂盒CST9003
PPARG抗体CST2443S
RIPA细胞裂解液Thermo89900
蛋白酶抑制剂混合物BimakeB14001
磷酸酶抑制剂混合物BimakeB15001
PVDF膜Merck MilliporeISEQ00010
GAPDH抗体CST5174
磷酸化JAK2抗体Abcamab32101-40
JAK2抗体Abcamab108596
磷酸化STAT3抗体Abcamab267373
STAT3抗体Abcamab68153
CD36抗体Abcamab252922
PPARG抗体CST2443S
ANGPTL4抗体Proteintech18374-1-AP
FABP4抗体Proteintech12802-1-AP
OxLDL抗体Cloud-Clone CorpPAA527Hu08
HRP标记的山羊抗兔IgGCWBIOCW0102
Clarity Luminol Western ECL底物Bio-Rad1705061
ChemiDoc MP成像系统Bio-Rad12003154

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
单细胞测序样本
患者应答状态(TNR>50%为应答者,TNR<50%为非应答者)
阅读提示:Methods: Human OSA samples
动物模型
小鼠品系(BALB/c)、年龄(4-6周)、性别(雌性)
阅读提示:Methods: Animal experiments
药物处理
抗PD-1剂量(10 mg/kg,腹腔注射,5次);维生素E剂量(50 mg/kg,每日口服)
阅读提示:Methods: Animal experiments
细胞共培养
CAF条件培养基与T细胞培养基比例(1:1);重组ANGPTL4浓度(10 μg/mL)
阅读提示:Methods: Co-Culture experiment
OxLDL摄取实验
OxLDL浓度(10 μg/mL),孵育时间(30 min)
阅读提示:Methods: Uptake of fatty acids or Lipoproteins