高剂量维生素C联合溶瘤腺病毒增强免疫原性肿瘤细胞死亡并重编程肿瘤免疫微环境

High-dose VitC plus oncolytic adenoviruses enhance immunogenic tumor cell death and reprogram tumor immune microenvironment

作者信息Jinhu Ma, Chunxue Zhang, Gang Shi, Dan Yue, Yongheng Shu, Shichuan Hu, Zhongbing Qi, Yanwei Chen, Bin Zhang, Yong Zhang, Anliang Huang, Chao Su, Yan Zhang, Hongxin Deng, Ping Cheng
PMID34547462
期刊Mol Ther
发布时间2022-02
DOI10.1016/j.ymthe.2021.09.015

实验完整度

高

包含体外细胞实验、多种小鼠移植瘤模型、双侧肿瘤模型和免疫缺陷鼠模型,并进行T细胞清除功能验证及ICD、TME免疫细胞分析等机制验证。

主要模型

CT26、Hepa1-6和4T1肿瘤细胞系 CT26结肠癌小鼠模型 Hepa1-6肝癌小鼠模型 4T1乳腺癌小鼠模型(含肺转移模型)

重点核对

VitC剂量:腹腔注射4 g/kg,每日一次,共13次 oAds剂量:瘤内注射5×10^8 PFU(单侧肿瘤模型)或1.0×10^9 PFU(双侧肿瘤模型),每3天一次,共3次 细胞实验处理:VitC浓度2 mM,oAds MOI=10 T细胞清除剂量:抗CD4或抗CD8抗体150 μg,每2天腹腔注射,共5次 治疗时间节点:VitC在肿瘤接种后第6天开始,oAds在第9天开始

摘要

临床前和临床研究已经验证了几种溶瘤病毒(OVs)的抗肿瘤效果。然而,当OVs作为单一疗法给药时,其疗效有限。联合治疗是未来溶瘤病毒治疗的一个有前景的方向。高剂量维生素C(VitC)通过触发大量活性氧(ROS)的积累发挥抗癌作用。OVs可以诱导免疫原性肿瘤细胞死亡并引发抗肿瘤免疫反应。ROS在免疫原性细胞死亡(ICD)中发挥重要作用。本研究旨在探讨高剂量VitC联合溶瘤腺病毒(oAds)是否表现出协同抗肿瘤作用。高剂量VitC通过增强免疫原性肿瘤细胞死亡与oAds协同抗肿瘤。高剂量VitC和oAds联合治疗显著增加了肿瘤微环境(TME)中T细胞的数量,并促进了T细胞的活化。此外,联合治疗抗肿瘤效果依赖于CD8+ T细胞。另外,高剂量VitC和oAds联合治疗重编程了免疫抑制性TME。我们的研究为OVs的联合治疗提供了新策略。关键词:溶瘤腺病毒,维生素C,联合治疗,免疫原性细胞死亡,肿瘤微环境

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
高剂量维生素C联合溶瘤腺病毒是否具有协同抗肿瘤作用,以及其潜在的免疫机制是什么?
核心机制
高剂量VitC增强oAds诱导的免疫原性肿瘤细胞死亡(ICD),促进DC成熟和活化,进而激活CD8+ T细胞介导的抗肿瘤免疫,并重编程免疫抑制性肿瘤微环境。
主要证据
体外实验显示联合治疗增加ROS产生、CRT暴露、HSP90和HMGB1表达及释放,促进DC成熟;体内实验显示联合治疗抑制多种肿瘤模型(CT26、Hepa1-6、4T1)的肿瘤生长和肺转移,延长生存期,增加肿瘤内CD8+ T细胞浸润和活化,减少Tregs和M2型TAMs;CD8+ T细胞清除消除了抗肿瘤效果。
研究意义
该研究为溶瘤腺病毒联合治疗提供了一种新的策略,可能具有临床应用潜力。

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

体外感染效率与病毒复制检测

评估VitC对oAds感染效率和复制的影响

用oAds-EGFP和VitC处理CT26、Hepa1-6和4T1细胞,通过荧光显微镜和流式细胞术检测感染效率,通过Adeno-X Rapid Titer法检测病毒滴度。

2

体外细胞杀伤与死亡分析

检测VitC和oAds联合治疗对肿瘤细胞的杀伤效果

用晶紫染色观察细胞病变效应,用7-AAD染色和流式细胞术检测细胞死亡。

3

ICD标志物检测

验证联合治疗是否诱导免疫原性细胞死亡

通过DCFH-DA探针检测ROS,流式细胞术检测CRT暴露,Western blot检测HSP90和HMGB1表达,ELISA检测HMGB1释放。

4

DC成熟实验

评估联合治疗处理的肿瘤细胞是否促进DC成熟

从C57BL/6小鼠分离BMDCs,与经照射的、各处理组CT26细胞共培养,流式检测CD80和CD86表达。

5

小鼠肿瘤模型治疗实验

评估联合治疗在体内的抗肿瘤效果

建立CT26、Hepa1-6和4T1皮下移植瘤模型,分别给予VitC、oAds或联合治疗,监测肿瘤生长、转移和生存期。

6

远隔抗肿瘤效应实验

探究联合治疗是否增强oAds的远隔抗肿瘤效应及依赖性

建立双侧CT26-luc肿瘤模型,仅右侧瘤内注射oAds,监测双侧肿瘤生长。用裸鼠重复实验验证T细胞依赖性。

7

体内ICD和DC活化分析

在肿瘤组织中验证联合治疗增强ICD和DC活化

通过TUNEL染色检测凋亡,免疫组化检测HSP90和HMGB1表达,流式分析肿瘤组织和脾脏中DC数量和活化。

8

肿瘤微环境免疫细胞分析

评估联合治疗对肿瘤内T细胞亚群和免疫抑制细胞的影响

通过免疫组化、免疫荧光和流式细胞术检测肿瘤内CD3、CD4和CD8 T细胞,以及Tregs、MDSCs和TAMs的比例。

9

T细胞活化分析

评估联合治疗对T细胞活化状态的影响

RT-qPCR检测肿瘤组织中T细胞活化相关基因表达,流式检测脾脏T细胞IFN-γ和TNF-α产生,ELISpot检测IFN-γ分泌淋巴细胞。

10

T细胞清除实验

验证联合治疗的抗肿瘤效应是否依赖CD8+ T细胞

在CT26-luc肿瘤模型中,联合治疗期间给予抗CD4或抗CD8抗体清除相应T细胞,监测肿瘤生长。

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

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
体外感染效率与病毒复制检测
VitC浓度2 mM;oAds MOI=10;处理时间24小时(感染效率)和72小时(病毒滴度)
阅读提示:见Materials and methods中'Infection efficiency of oAd assay in vitro'和'Rapid titer assay of oAds'
体外细胞杀伤实验
VitC浓度2 mM;oAds MOI=10;处理时间72小时
阅读提示:见Materials and methods中'Cell killing assay and cell viability assay'
ICD标志物检测
CT26细胞;VitC 2 mM;oAds MOI=10;ROS检测24h,CRT 48h,Western blot 48h和72h,HMGB1释放72h
阅读提示:见Materials and methods中'ROS assay'、'CRT exposure assay'、'Western blot analysis'和'HMGB1 release assay'
DC成熟实验
BMDCs从C57BL/6小鼠分离;共培养1×10^6 BMDCs与经照射的CT26细胞;共培养24小时
阅读提示:见Materials and methods中'Preparation of DCs and analysis of mature DCs'
动物模型治疗实验
CT26和4T1接种5×10^5,Hepa1-6接种5×10^6;VitC 4 g/kg腹腔注射每日一次共13次;oAds 5×10^8 PFU瘤内注射每3天一次共3次;开始时间:VitC第6天,oAds第9天
阅读提示:见Materials and methods中'Animal models and treatment'
远隔抗肿瘤效应实验
双侧接种5×10^5 CT26-luc;VitC 4 g/kg每日一次共13次;oAds 1.0×10^9 PFU仅注射右侧肿瘤,每3天一次共3次;使用BALB/c和裸鼠
阅读提示:见Materials and methods中'Animal models and treatment'
体内ICD和DC活化分析
CT26肿瘤模型,检测时间:最后一次VitC治疗后第二天
阅读提示:见Materials and methods中'Flow cytometry'和'Terminal dUTP nick-end labeling assay'
肿瘤微环境免疫细胞分析
流式检测CD3、CD4、CD8、FoxP3、CD25、Gr-1、CD11b、F4/80、CD206;组织消化条件和抗体浓度
阅读提示:见Materials and methods中'Flow cytometry'
T细胞活化分析
脾细胞0.5-1.0×10^7;刺激经照射的CT26细胞(1×10^5);共培养24小时;IFN-γ和TNF-α染色
阅读提示:见Materials and methods中'Detection of intracellular cytokines by flow cytometry'和'IFN-γ ELISpot assay'
T细胞清除实验
抗CD4或抗CD8抗体150 μg,腹腔注射每2天一次共5次;开始时间肿瘤接种后第8天;联合治疗方案同前
阅读提示:见Materials and methods中'In vivo depletion of T cell subsets'