靶向炎症性巨噬细胞重建DOT1L抑制在肝细胞癌中的治疗功效

Targeting inflammatory macrophages rebuilds therapeutic efficacy of DOT1L inhibition in hepatocellular carcinoma

作者信息Yi-Bin Yang, Cai-Yuan Wu, Xu-Yan Wang, Jia Deng, Wen-Jie Cao, Yun-Zhi Tang, Chao-Chao Wan, Zhi-Tian Chen, Wan-Yu Zhan, Hong Shan, Dong-Ming Kuang, Yuan Wei
PMID36183166
期刊Mol Ther
发布时间2023-01-04
DOI10.1016/j.ymthe.2022.09.019

实验完整度

高

包含患者组织分析、细胞功能实验、体外共培养、体内小鼠模型及机制验证,证据层级丰富。

主要模型

人肝癌细胞系Huh-7 小鼠肝癌细胞系Hepa1-6 C57BL/6小鼠原位肝癌模型 人HCC组织样本

重点核对

DOT1L表达与患者复发的关系(91例人HCC样本) 巨噬细胞耗竭(αCSF1R抗体)对DOT1L抑制疗效的影响 NF-κB抑制(BAY 11-7082)对DOT1L抑制疗效的影响 肿瘤巨噬细胞条件培养基对DOT1L敲低细胞迁移的影响

摘要

表观遗传重编程是治疗侵袭性癌症的一种有前景的策略,但其在体内的局限性仍不清楚。在此,我们通过对410例人肝细胞癌(HCC)患者数据的详细研究显示,组蛋白甲基转移酶DOT1L的升高触发了上皮-间质转化介导的转移,并作为人HCC的治疗靶点。出乎意料的是,尽管在体外靶向DOT1L消除了肝癌细胞的侵袭潜能,但消除DOT1L信号在体内几乎不影响肝癌的转移。巨噬细胞是基质的主要细胞成分,消除了DOT1L靶向的抗转移效应。机制上,巨噬细胞炎症反应引发的NF-κB信号通过非表观遗传机制消除了DOT1L靶向的治疗功效。重要的是,在体内将DOT1L靶向治疗与巨噬细胞清除或NF-κB抑制相结合的策略有效且成功地引发了癌症消退。此外,我们发现HCC中巨噬细胞的密度决定了恶性细胞DOT1L相关临床结果。我们的结果为表观遗传重编程与癌症微环境之间的串扰提供了见解,并提示影响炎症细胞功能活性的策略可能有益于表观遗传重编程治疗。

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
DOT1L靶向治疗在肝细胞癌中的疗效是否受肿瘤微环境影响,以及如何受到影响。
核心机制
巨噬细胞炎症反应激活NF-κB信号,通过非表观遗传机制恢复DOT1L缺失细胞的间质表型,从而抵消DOT1L靶向的疗效。
主要证据
体外实验显示DOT1L敲低抑制肝癌细胞迁移,但体内实验显示无影响;巨噬细胞条件培养基恢复DOT1L敲低细胞迁移,且NF-κB抑制可逆转此效应;体内联合巨噬细胞耗竭或NF-κB抑制显著增强DOT1L抑制的抗转移效果。
研究意义
该研究揭示了肿瘤微环境对表观遗传重编程治疗的影响,提示联合靶向巨噬细胞或NF-κB信号可能提高DOT1L靶向治疗在HCC中的疗效。

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

临床样本回顾性分析

评估DOT1L表达与HCC患者临床病理特征及预后的相关性。

对91例HCC患者的石蜡包埋组织进行免疫组化染色,评估DOT1L表达,并分析其与复发及临床病理参数的关系;使用TCGA数据验证。

2

体外DOT1L功能验证

验证DOT1L敲低或抑制对肝癌细胞迁移、侵袭及EMT标志物的影响。

在人Huh-7和小鼠Hepa1-6细胞中敲低DOT1L或使用DOT1L抑制剂,检测细胞迁移、EMT蛋白表达。

3

体内模型验证

评估DOT1L靶向在体内对肝癌转移的影响。

建立小鼠原位肝癌模型,比较DOT1L敲低或抑制剂对肺转移的影响,并观察肿瘤微环境细胞浸润。

4

巨噬细胞机制探索

探究巨噬细胞是否及如何抵消DOT1L靶向的疗效。

用肿瘤巨噬细胞条件培养基处理DOT1L敲低细胞,检测迁移和EMT;分析巨噬细胞激活表型及细胞因子。

5

信号通路机制验证

明确巨噬细胞条件培养基激活的关键信号通路。

检测TAM-CM处理后的信号通路激活,使用通路抑制剂筛选关键通路,并验证TNF-α/IL-1β的作用。

6

体内联合治疗实验

验证联合巨噬细胞耗竭或NF-κB抑制能否增强DOT1L靶向疗效。

在肝癌小鼠模型中,使用αCSF1R抗体或NF-κB抑制剂单独或联合DOT1L抑制剂,评估肺转移。

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
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素----
RPMI 1640培养基----
DOT1L抑制剂EPZ-5676--1380288-87-8
肿瘤坏死因子-α----
白细胞介素-1β----
中和TNF-α抗体R&D Systems--
中和IL-1β抗体R&D Systems--
NF-κB抑制剂BAY 11-7082Sigma-Aldrich19542-67-7
STAT3抑制剂AG490Sigma-Aldrich133550-35-3
JNK抑制剂SP600125Sigma-Aldrich129-56-6
ERK抑制剂U0126Sigma-Aldrich109511-58-2
P38抑制剂SB203580Sigma-Aldrich152121-30-7
AKT抑制剂API2----
透明质酸片段Sigma--
透明质酸阻断肽Pep-1GenePharma--
对照肽CpepGenePharma--
多粘菌素BSigma-Aldrich1405-20-5
胶原酶IVSigma-Aldrich--
脱氧核糖核酸酶IRoche9003-98-9
基质胶R&D Systems--
慢病毒包装质粒Addgene--
聚乙烯亚胺Sigma-Aldrich9002-98-6
聚凝胺Sigma-Aldrich28728-55-4
嘌呤霉素--53-79-2
牛血清白蛋白--9048-46-8
ECL检测试剂盒----
聚偏二氟乙烯膜----
Boyden小室(8 μm)Corning3422
结晶紫--548-62-9
流式细胞仪Beckman Coulter--
Moflo流式分选仪Beckman Coulter--
CD14、CD3、CD56、CD19抗体----
Envision检测系统DakoCytomation--
Leica DM4 B显微镜Leica--
HEK293T细胞----
C57BL/6小鼠Guangdong Medical Laboratory Animal Center--
αCSF1R抗体----
DOT1L抑制剂(EPZ-5676)--1380288-87-8
NF-κB抑制剂----

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
患者队列特征:未治疗HCC患者91例;随访时间;免疫组化评估DOT1L密度的阈值(中位数67);DOT1Llow和DOT1Lhigh分组标准
阅读提示:详见Materials and methods中'Patients and specimens'及Figure 1图注
细胞功能实验
细胞系Huh-7和Hepa1-6;shRNA序列;DOT1L抑制剂浓度0.1 μM;迁移实验细胞数3×10^4;孵育时间10小时
阅读提示:详见Materials and methods中'Tumor cell lines'、'Construction of viral vectors and shDOT1L cell lines'、'Cell migration assay'及Figure 1图注
巨噬细胞共培养
肿瘤巨噬细胞分离方法;条件培养基制备:1×10^6细胞/mL培养24小时;处理时间:巨噬细胞条件培养基处理24小时
阅读提示:详见Materials and methods中'Isolation of leukocytes from peripheral blood and tissues'、'Preparation of culture medium from tumor leukocytes'及Figure 3图注
信号通路抑制
信号通路抑制剂浓度(AG490 100 μM、SP600125 100 μM、U0126 25 μM、SB203580 50 μM、API2 100 μM、BAY 11-7082 10 μM);中和抗体浓度(TNF-α、IL-1β 10 μg/mL)
阅读提示:详见Materials and methods中'Regulation of hepatoma cell migration'及Figure 5图注
体内动物模型
小鼠品系C57BL/6;细胞接种量1×10^6;原位接种方式;药物处理时间:10天后开始,12天;给药频率:3天一次;αCSF1R抗体8 mg/kg;NF-κB抑制剂2 mg/kg;DOT1L抑制剂5 mg/kg
阅读提示:详见Materials and methods中'Animal experiments'及Figure 2、Figure 6图注