靶向富亮氨酸重复丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶2使胰腺导管腺癌对抗PD-L1免疫治疗敏感

Targeting leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2 sensitizes pancreatic ductal adenocarcinoma to anti-PD-L1 immunotherapy

作者信息Kang Sun, Xiaozhen Zhang, Mengyi Lao, Lihong He, Sicheng Wang, Hanshen Yang, Jian Xu, Jianghui Tang, Zhengtao Hong, Jinyuan Song, Chengxiang Guo, Muchun Li, Xinyuan Liu, Yan Chen, Hanjia Zhang, Jingxing Zhou, Jieru Lin, Sirui Zhang, Yifan Hong, Jinyan Huang, Tingbo Liang, Xueli Bai
PMID37515321
期刊Mol Ther
发布时间2023-10-04
DOI10.1016/j.ymthe.2023.07.021

实验完整度

包含体外细胞实验、蛋白质组学、动物模型(皮下及原位瘤)、临床样本分析及机制验证(激酶实验、泛素化检测),多层级验证。

主要模型

Panc02小鼠胰腺癌细胞系 Cd274敲除Panc02细胞系 KPC细胞系 C57BL/6小鼠皮下及原位移植瘤模型

重点核对

LRRK2敲低或抑制后检测PD-L1蛋白水平及膜表达 IFN-γ处理对LRRK2及PD-L1表达的影响 LRRK2抑制剂GSK2578215A在体内外的抗肿瘤效果 抗PD-L1单抗联合LRRK2抑制对肿瘤生长及生存期的影响 CD8+ T细胞耗竭对LRRK2抑制抗肿瘤效果的影响

摘要

胰腺导管腺癌(PDAC)对免疫检查点阻断治疗不敏感,肿瘤免疫逃逸的负反馈可能部分原因。我们分离了CD8+ T细胞并在体外培养。进行了蛋白质组学分析,比较了用条件培养基培养的Panc02细胞系的变化,并鉴定了富亮氨酸重复激酶2(LRRK2)作为差异基因。LRRK2表达与PDAC临床样本中CD8+ T细胞空间分布相关,并在体外通过干扰素γ(IFN-γ)刺激被CD8+ T细胞上调。在小鼠中,敲低或药理学抑制LRRK2激活了抗胰腺癌免疫反应,这意味着LRRK2作为免疫抑制基因。机制上,LRRK2在T210位点磷酸化PD-L1,抑制其泛素化介导的蛋白酶体降解。LRRK2抑制减弱了PD-1/PD-L1阻断介导的T细胞诱导的LRRK2/PD-L1上调,从而使小鼠对抗PD-L1治疗敏感。此外,腺苷钴胺素,维生素B12的活化形式,被发现是LRRK2的广谱抑制剂,可以在体内抑制LRRK2并使PDAC对免疫治疗敏感,这可能赋予LRRK2抑制临床转化价值。因此,PD-L1阻断联合LRRK2抑制可能是PDAC的一种新型治疗策略。

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
LRRK2是否在PDAC免疫逃逸中发挥作用,以及抑制LRRK2能否增敏抗PD-L1免疫治疗。
核心机制
LRRK2通过磷酸化PD-L1的T210位点(小鼠T209)抑制其泛素化介导的蛋白酶体降解,从而稳定PD-L1蛋白水平,介导免疫抑制。
主要证据
敲低或抑制LRRK2降低PD-L1蛋白水平并增强抗肿瘤免疫;激酶实验和泛素化检测证实T210磷酸化的作用;体内模型显示LRRK2抑制联合抗PD-L1治疗显著抑制肿瘤生长。
研究意义
LRRK2抑制联合PD-L1阻断可能是PDAC的一种新型治疗策略,腺苷钴胺素作为LRRK2广谱抑制剂具有临床转化潜力。

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

差异蛋白筛选

鉴定CD8+ T细胞条件培养基处理下表达显著变化的蛋白

分离小鼠CD8+ T细胞并培养,收集条件培养基处理Panc02细胞,进行蛋白质组学分析,结合TCGA数据库共表达分析筛选候选基因。

2

LRRK2表达与临床相关性分析

验证LRRK2在PDAC组织中的表达及其与CD8+ T细胞浸润的关系

利用免疫组化、多重免疫荧光和蛋白质印迹检测PDAC组织及细胞系中LRRK2表达,分析其与CD8+ T细胞分布和PD-L1表达的相关性。

3

LRRK2功能验证

评估LRRK2敲低或抑制对肿瘤生长和免疫微环境的影响

构建Lrrk2敲低Panc02细胞系,皮下或原位注射至免疫健全和免疫缺陷小鼠,观察肿瘤生长并流式检测免疫细胞。使用LRRK2抑制剂GSK2578215A进行类似实验。

4

LRRK2与PD-L1相互作用及修饰

阐明LRRK2对PD-L1的调控机制

通过免疫共沉淀、免疫荧光和Duolink实验检测LRRK2与PD-L1结合;体外激酶实验验证磷酸化;泛素化实验和蛋白稳定性分析检测PD-L1降解。

5

联合治疗评估

检验LRRK2抑制联合抗PD-L1治疗对PDAC的疗效

Lrrk2敲低或GSK2578215A联合抗PD-L1单抗处理荷瘤小鼠,评估肿瘤重量、生存期及CD8+ T细胞浸润和功能。

6

机制依赖性验证

验证LRRK2抑制的抗肿瘤效应依赖于CD8+ T细胞

使用抗CD8单抗耗竭CD8+ T细胞,观察LRRK2抑制或联合治疗的抗肿瘤效果变化;体外T细胞杀伤实验验证。

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
高糖DMEM培养基Thermo Fisher Scientific--
胎牛血清Thermo Fisher Scientific--
青霉素和链霉素CienryCR-15140
重组人IFN-γMedChemExpressHY-P70610
重组小鼠IFN-γMedChemExpressHY-P70667
重组小鼠IL-2MedChemExpressHY-P7077
GSK2578215ASelleckS7664
腺苷钴胺素MedChemExpressHY-112790
MG132Beyotime BiotechnologyS1748
GSK2578215ASelleckS7664
抗PD-L1单克隆抗体Bio X Cell10F.9G2-CP168
抗CD8单克隆抗体Bio X Cell--
全反式维甲酸MedChemExpressHY-14649
腺苷钴胺素MedChemExpressHY-112790
IV型胶原酶Thermo Fisher Scientific17104019
脱氧核糖核酸酶SigmaD5025
分散酶Gibco17105041
LIVE/DEAD可固定紫死细胞染色试剂盒Thermo Fisher ScientificL34960
FITC抗小鼠CD3抗体BioLegend100203
Brilliant Violet 785抗小鼠CD45抗体BioLegend103111
PE/Cy7抗小鼠CD8a抗体BioLegend100722
PerCP/Cyanine-5.5抗人/小鼠GZMB抗体BioLegend372212
PE抗小鼠CD274抗体BioLegend124308
APC抗小鼠CD274抗体BioLegend124312
PerCP/Cyanine-5.5抗小鼠MHC I类抗体BioLegend124620
Brilliant Violet 605抗小鼠IFN-γ抗体BioLegend505839
PE抗小鼠穿孔素抗体BioLegend154306
Brilliant Violet 510抗小鼠TNF-α抗体BioLegend506339
APC抗小鼠Ki-67抗体BioLegend652406
RIPA裂解液Beyotime BiotechnologyP0013B
蛋白酶抑制剂混合物BimakeB14001
磷酸酶抑制剂混合物BimakeB15001
BCA试剂Beyotime BiotechnologyP0012
抗LRRK2抗体Abcamab133474
抗LRRK2(磷酸化S935)抗体Abcamab133450
抗PD-L1抗体Abcamab213480
抗FLAG抗体SigmaF9291
抗Vinculin抗体Abcamab219649
抗GAPDH抗体Abcamab8245
FastPure细胞/组织总RNA提取试剂盒V2VazymeRC112-01
PrimeScript RT试剂盒TakaraRR047A
TB Green Premix Ex Taq IITakaraRR820A
DAB显色试剂盒BiocareBDB2004
Alexa Fluor 488偶联抗小鼠IgGCST4408
Alexa Fluor555偶联抗兔IgGCST4413
Hoechst 33258ServicebioG1001
Duolink实验试剂盒SigmaDUO92101
重组人PD-L1Abcamab167713
重组人LRRK2(野生型)Thermo Fisher ScientificPV4873
ATPCST9804S
激酶缓冲液CST9802S
CD8a+ T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec130-104-075
RPMI 1640完全培养基GE Healthcare Life SciencesSH30027.0
Opal Polaris 7色手动IHC试剂盒--NEL861001KT
Reprosil-Pur C18填料Dr. Maisch--
UltiMate 3000纳升液相系统Thermo Fisher Scientific--
Orbitrap Exploris 480质谱仪Thermo Fisher Scientific--

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
细胞培养
Panc02、SW1990、HEK293T、HEK293FT细胞系均培养于D10培养基(DMEM高糖+10%FBS+1%双抗),37°C、5% CO2。
阅读提示:Materials and methods, Cell culture
LRRK2敲低或抑制
LRRK2抑制剂GSK2578215A使用浓度为1 μM,处理24小时。
阅读提示:Figure legends, Figure 4
动物模型
6周龄雄性C57BL/6小鼠或裸鼠皮下注射或原位注射1×10^4个Panc02细胞。
阅读提示:Materials and methods, Animal experiments
体内治疗
GSK2578215A剂量50 mg/kg每日腹腔注射;抗PD-L1单抗200 μg/只隔日腹腔注射;腺苷钴胺素200 μg/只每日腹腔注射。
阅读提示:Materials and methods, Animal experiments
免疫微环境分析
流式细胞术检测CD8+ T细胞和GZMB+细胞比例;免疫组化检测CD8+ T细胞浸润。
阅读提示:Materials and methods, Flow cytometry; Immunohistochemistry
机制实验
体外激酶实验使用重组人PD-L1和LRRK2蛋白,200 μM ATP,30°C孵育30分钟;泛素化实验使用MG132(5 μM)处理24小时。
阅读提示:Materials and methods, In vitro kinase assay; Figure legends, Figure 4