癌细胞表达的BTNL2通过与产生IL-17A的γδ T细胞相互作用促进肿瘤免疫逃逸

Cancer cell-expressed BTNL2 facilitates tumour immune escape via engagement with IL-17A-producing γδ T cells.

作者信息Yanyun Du, Qianwen Peng, Du Cheng, Ting Pan, Wanwei Sun, Heping Wang, Xiaojian Ma, Ruirui He, Huazhi Zhang, Zhihui Cui, Xiong Feng, Zhiqiang Liu, Tianxin Zhao, Wenjun Hu, Lei Shen, Wenyang Jiang, Na Gao, Bradley N Martin, Cun-Jin Zhang, Zhanguo Zhang, Chenhui Wang
PMID35017553
发布时间2022-01-11
DOI10.1038/s41467-021-27936-8

实验完整度

涉及体外细胞实验(γδT17分化、CD8+ T增殖)、多个小鼠肿瘤模型(LLC、CT26、A20)的体内治疗实验、基因敲除小鼠(BTNL2-KO)及人类肿瘤样本分析,包含功能验证和机制验证。

主要模型

小鼠LLC(Lewis肺癌)皮下移植瘤模型 小鼠CT26(结肠腺癌)皮下移植瘤模型 小鼠A20(B细胞淋巴瘤)皮下及静脉转移模型 人肺腺癌及肝细胞癌临床样本

重点核对

抗BTNL2单克隆抗体(mAb-2)的给药剂量和途径:200μg/只,腹腔或静脉注射 小鼠肿瘤模型:LLC、CT26、A20细胞皮下注射数量(3×10^5、3×10^5、2×10^6) γδT17细胞鉴定:肿瘤浸润淋巴细胞中CD3+γδTCR+IL-17A+细胞比例 MDSC鉴定:CD11b+Gr-1+细胞比例 人类样本BTNL2表达评分系统:免疫组化评分(0-12分)

摘要

治疗性阻断免疫检查点蛋白程序性细胞死亡蛋白1(PD-1)和细胞毒性T淋巴细胞抗原4(CTLA4)已改变了癌症治疗。然而,这些治疗的总体反应率很低,表明免疫检查点激活并非导致抗肿瘤免疫功能障碍的唯一机制。在这里,我们显示嗜乳脂蛋白样蛋白2(BTNL2)是抗肿瘤免疫反应的有效抑制因子。抗体介导的BTNL2阻断在多种体内小鼠肿瘤模型中减弱肿瘤进展,延长荷瘤小鼠的存活时间。机制上,BTNL2与局部γδ T细胞群相互作用,促进肿瘤微环境中IL-17A的产生。抑制BTNL2减少肿瘤浸润的产生IL-17A的γδ T细胞和髓系来源抑制细胞的数量,同时促进细胞毒性CD8+ T细胞的积累。此外,我们发现多种高发癌症类型的人类肿瘤样本中BTNL2高表达,这与患者总生存期负相关。因此,我们的结果表明BTNL2是抗肿瘤免疫的负调控因子,是癌症免疫治疗的潜在靶点。

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
癌细胞表达的BTNL2是否通过调节γδ T细胞促进肿瘤免疫逃逸,并可作为免疫治疗靶点?
核心机制
BTNL2与局部γδ T细胞群相互作用,促进IL-17A产生,进而招募髓系来源抑制细胞(MDSC),抑制CD8+ T细胞功能,从而促进肿瘤免疫逃逸。
主要证据
抗BTNL2抗体在多个小鼠肿瘤模型中抑制肿瘤生长并延长生存;BTNL2敲除小鼠肿瘤生长减慢;人类肿瘤样本中BTNL2高表达与不良预后相关。具体证据包括小鼠体内实验、γδT17分化实验、MDSC和CD8+ T细胞浸润分析。
研究意义
BTNL2是肿瘤免疫治疗的潜在靶点,有望提高现有免疫检查点抑制剂(如抗PD-1)的疗效,尤其对于PD-L1低表达但BTNL2高表达的患者。

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

验证BTNL2阻断抗体的抗肿瘤效果

评估抗BTNL2单克隆抗体是否能在多个小鼠肿瘤模型中抑制肿瘤生长。

在LLC、CT26、A20皮下移植瘤模型中,腹腔或静脉注射抗BTNL2单克隆抗体(mAb-2),测量肿瘤生长曲线和生存期,并与同型对照抗体比较。

2

分析BTNL2阻断对肿瘤浸润淋巴细胞的影响

确定BTNL2阻断是否改变肿瘤微环境中γδT17细胞、MDSC和CD8+ T细胞的浸润。

通过流式细胞术分析CT26和A20肿瘤中浸润的γδT17细胞(CD3+γδTCR+IL-17A+)比例、血清IL-17A水平、MDSC(CD11b+Gr-1+)比例及CD8+IFN-γ+ T细胞比例,比较处理组与对照组。

3

验证Vγ1 γδT17细胞在BTNL2功能中的必要性

确定Vγ1 γδT17细胞是否是BTNL2诱导的IL-17A产生的主要来源,以及其对抗肿瘤效果的必要性。

使用抗Vγ1 TCR抗体(2.11)耗竭Vγ1 γδ T细胞,分析CT26肿瘤生长、IL-17A分泌和γδT17浸润。

4

验证IL-17A在BTNL2阻断抗肿瘤效果中的作用

确定IL-17A是否为BTNL2介导的促肿瘤效应所必需。

通过中和抗体或重组IL-17A-Fc蛋白处理,观察对BTNL2阻断抗肿瘤效果的影响。

5

验证MDSC在BTNL2阻断抗肿瘤效果中的下游作用

确定MDSC是否为BTNL2-γδT17通路的下游效应细胞,以及其对CD8+ T细胞功能的抑制。

使用抗CD11b抗体耗竭MDSC,分析CT26肿瘤生长、CD8+IFN-γ+ T细胞浸润,并进行体外共培养实验评估MDSC对CD8+ T细胞增殖的抑制。

6

评估BTNL2基因敲除对肿瘤生长的影响

确定肿瘤细胞自身表达的BTNL2是否对肿瘤免疫逃逸起主要作用。

将野生型(WT)和BTNL2基因敲除(KO)的LLC细胞植入WT或BTNL2-KO小鼠,比较肿瘤生长、浸润免疫细胞和体外增殖。

7

分析人类肿瘤样本中BTNL2表达与预后的相关性

评估BTNL2在多种人类癌症中的表达水平及其与患者生存期的关系。

使用免疫组化(IHC)和Western blot分析肺腺癌、结肠腺癌、肝细胞癌等肿瘤样本中BTNL2表达,结合临床数据用Kaplan-Meier曲线分析生存期相关性。

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
C57BL/6小鼠北京维通利华实验动物技术有限公司--
BALB/c小鼠北京维通利华实验动物技术有限公司--
DMEM培养基----
RPMI-1640培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
FreeStyle 293表达培养基Thermo Fisher12338026
FectoPRO转染试剂PolyPlus116-040
pINFUSE-hIgG2-Fc2载体Invivogenpfc2-hgin2
抗小鼠BTNL2单克隆抗体Atagenix--
抗α-微管蛋白抗体CST2125
抗β-肌动蛋白抗体Santa Cruzsc-47778
抗HSP90抗体Santa Cruzsc-13119
抗人BTNL2多克隆抗体Proteintech25110-1-AP
抗人PD-L1抗体Proteintech66248-1-Ig
抗BTNL2多克隆抗体SigmaHPA039844
抗PD-L1抗体CST13684
抗Napsin A抗体Proteintech60259-2-Ig
抗PD-1单克隆抗体BioXcellBE0146
抗Vγ1 TCR抗体BioXcellBE0257
抗IL-17A抗体BioXcellBE0173
抗CD8a抗体BioXcellBE0061
抗CD11b抗体BioXcellBE0007
大鼠IgG1同型对照抗体R&D SystemsMAB005R
多克隆叙利亚仓鼠IgGBioXcellBE0091
抗血蓝蛋白抗体BioXcellBE0090
Zombie Violet可固定活力染料试剂盒Biolegend423114
细胞活化混合物(含布雷菲德菌素A)Biolegend423304
小鼠IL-17A ELISA试剂盒Biolegend432504
小鼠IL-2 ELISA试剂盒Biolegend431004
重组小鼠IL-1β蛋白Sino Biological50101-MNAE
重组小鼠IL-23蛋白Sino BiologicalCT028-M08H
肽N-糖苷酶FNEBP0704L
CellTrace CFSE细胞增殖试剂盒InvitrogenC34554
CD4+T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec130-104-454
IV型胶原酶Sigma--
脱氧核糖核酸酶IBiofroxx--
70微米细胞筛网Biologix group Limited--
肺腺癌组织芯片OUTDO BIOTECHHlugA180Su05
结肠腺癌组织芯片OUTDO BIOTECHHColA180Su09
肝癌组织芯片OUTDO BIOTECHHLivH090Su01
乳腺癌组织芯片OUTDO BIOTECHHBreD030CS01
食管癌组织芯片OUTDO BIOTECHHEsoS030PG02
胃癌组织芯片OUTDO BIOTECHHStmA030PG02
前列腺癌组织芯片OUTDO BIOTECHHPro-Ade045PG-01

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
动物模型
小鼠品系和来源:C57BL/6和BALB/c小鼠;肿瘤细胞系(LLC、CT26、A20)接种数量和途径
阅读提示:Methods部分:Mice和Subcutaneous tumour model
抗体处理
抗BTNL2单克隆抗体的剂量(200μg/只)、给药途径(腹腔或静脉)、时间点(接种后第4、6、8、10天);抗PD-1和抗IL-17A等抗体的剂量和方案
阅读提示:Methods部分:Mice和Reagents
流式细胞术
肿瘤浸润细胞制备方法(胶原酶IV和DNase I消化)、刺激条件(Cell Activation Cocktail 4小时)、抗体克隆号及用量
阅读提示:Methods部分:Flow cytometry
体外细胞实验
γδ T细胞分离和培养条件、BTNL2-Fc和IL-17A-Fc重组蛋白的浓度(10μg/ml)、IL-1β和IL-23浓度(10ng/ml)
阅读提示:Methods部分:γδ T cells isolation and in vitro stimulation
人类样本分析
组织来源和伦理审批编号、免疫组化评分系统细节、BTNL2和PD-L1表达评分阈值
阅读提示:Methods部分:Clinical specimens和Immunohistochemistry