心肌肌球蛋白特异性自身免疫T细胞促进免疫检查点抑制剂相关心肌炎的发生

Cardiac myosin-specific autoimmune T cells contribute to immune-checkpoint-inhibitor-associated myocarditis.

作者信息Taejoon Won, Hannah M Kalinoski, Megan K Wood, David M Hughes, Camille M Jaime, Paul Delgado, Monica V Talor, Ninaad Lasrado, Jay Reddy, Daniela Čiháková
PMID36351411
期刊Cell Rep
发布时间2022-11-08
DOI10.1016/j.celrep.2022.111611

实验完整度

高

包含体外细胞表型分析、过继转移功能验证、动物体内模型及病理检测,多层级验证机制。

主要模型

A/J小鼠模型 CD4+ T细胞过继转移模型

重点核对

心肌肌球蛋白特异性T细胞的存在 PD-1抑制剂的给药方案 过继转移实验中的细胞处理和移植条件

摘要

免疫检查点抑制剂(ICIs)是治疗多种癌症的有效疗法;然而,它们可诱导免疫相关不良事件(irAEs)作为副作用。心肌炎是ICI治疗后发生的一种罕见但致命的irAE。目前,ICI相关心肌炎的机制尚不清楚。在这里,我们展示了仅通过抗PD-1单克隆抗体(mAb)给药,无需肿瘤细胞接种、免疫或病毒感染,即可在A/J小鼠中诱导心肌炎的发生。患有心肌炎的小鼠心脏浸润增加、心肌肌钙蛋白水平升高和心律失常。抗PD-1 mAb治疗还会导致其他器官的irAEs。识别心肌肌球蛋白的自身免疫T细胞在心肌炎小鼠中被激活并增加。值得注意的是,心肌肌球蛋白特异性T细胞存在于初始小鼠中,表现出抗原经历的T细胞表型。综上所述,我们建立了一个临床相关的ICI相关心肌炎小鼠模型,并发现心肌肌球蛋白特异性T细胞对ICI相关心肌炎的发展和发病机制的贡献。

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
本研究探讨免疫检查点抑制剂相关心肌炎的发病机制,特别是自身免疫T细胞介导的心脏自身免疫反应。
核心机制
PD-1阻断通过激活心肌肌球蛋白特异性自身反应性T细胞,导致心肌炎症和损伤。
主要证据
A/J小鼠使用抗PD-1抗体后出现心肌炎,伴有心脏浸润增加和肌钙蛋白水平升高;心肌肌球蛋白特异性CD4+ T细胞过继转移后可诱导心肌炎。
研究意义
本研究提供了一种临床相关的小鼠模型,有助于理解ICI相关心肌炎的发病机制,并为治疗策略提供潜在靶点。

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

模型建立

建立免疫检查点抑制剂相关心肌炎的小鼠模型。

通过给8-12周龄的雄性A/J小鼠腹腔注射150 μg抗PD-1单克隆抗体(克隆RMP1-14),每3天一次,共21天,诱导心肌炎。

2

表型分析

评估PD-1抑制剂诱导的心肌炎的表型和免疫细胞浸润情况。

通过组织学染色(H&E)、心电图、血清cTnI水平检测、TUNEL凋亡染色和流式细胞术分析免疫细胞浸润。

3

T细胞表型和功能分析

确定心脏浸润T细胞的活化状态和细胞因子表达谱。

通过流式细胞术检测心脏T细胞CD62L、CD44、CD69表达,以及FACS分选的T细胞经RT-qPCR检测细胞因子和免疫检查点基因表达。

4

心肌肌球蛋白特异性T细胞分析

鉴定心肌肌球蛋白特异性自身免疫T细胞在心肌炎中的作用。

使用Myhc338-348/H-2Dd和Myhc334-352/I-Ak四聚体染色,通过流式细胞术检测心脏和淋巴器官中的肌球蛋白特异性T细胞,并分析其基因表达。

5

过继转移实验

验证心肌肌球蛋白特异性T细胞的致病性。

从免疫小鼠脾脏分离CD4+ T细胞,体外刺激后过继转移至亚致死辐照受体,并给予抗PD-1 mAb治疗,观察心肌炎发展。

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。

验证样本或模型特征
验证功能变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
抗小鼠PD-1单克隆抗体(克隆RMP1-14)Bio X CellBE0146
大鼠IgG2a同型对照(克隆2A3)Bio X CellBE0089
抗小鼠CTLA-4单克隆抗体(克隆UC-10-4F10-11)Bio X CellBE0032
纯化抗CD16/CD32抗体(克隆93)Thermo Fisher14-0161-86
BUV563抗小鼠CD45抗体(克隆30-F11)BD Biosciences612924
APC抗小鼠NKp46抗体(克隆29A1.4)BioLegend137607
FITC抗小鼠CD11b抗体(克隆M1/70)BioLegend101205
BV785抗小鼠Ly6G抗体(克隆1A8)BioLegend127645
PE-Cy7抗小鼠F4/80抗体(克隆BM8)BioLegend123113
BV711抗小鼠CD64抗体(克隆X54-5/7.1)BioLegend139311
Alexa Fluor 700抗小鼠Ly6C抗体(克隆HK1.4)BioLegend128023
BUV395抗小鼠CD19抗体(克隆1D3)BD Biosciences565965
PE-Dazzle 594抗小鼠CD3抗体(克隆17A2)BioLegend100245
BV421抗小鼠TCRγδ抗体(克隆GL3)BioLegend118119
BV605抗小鼠CD4抗体(克隆GK1.5)BioLegend100451
BUV805抗小鼠CD8抗体(克隆53-6.7)BD Biosciences612898
BV421抗小鼠CD62L抗体(克隆MEL-14)BioLegend104435
PE-Cy7抗小鼠CD44抗体(克隆IM7)BioLegend103029
BUV395抗小鼠CD69抗体(克隆H1.2F3)BD Biosciences740220
BV711抗小鼠PD-1抗体(克隆29F.1A12)BioLegend135231
BV605抗小鼠TIM-3抗体(克隆RMT3-23)BioLegend119721
小鼠CD4 (L3T4)微珠Miltenyi130-117-043
完全弗氏佐剂MilliporeSigmaF5881
重组小鼠IL-12p70PeproTech210-12
重组小鼠IL-23Sino BiologicalCT028-M08H
重组小鼠IL-1βSino Biological50101-MNAE
II型胶原酶WorthingtonLS004177
脱氧核糖核酸酶IWorthingtonLS002139
透明质酸酶MilliporeSigmaH3506
正常大鼠血清Thermo Fisher31888
RNeasy Plus Micro试剂盒Qiagen74034
iScript逆转录超混合液Bio-Rad7108841
PowerUP SYBR Green预混液Thermo FisherA25742
LIVE/DEAD固定性Aqua死细胞染色试剂盒Thermo FisherL34966
小鼠心肌肌钙蛋白I ELISA试剂盒Life DiagnosticsCTNI-1-US
DeadEnd荧光TUNEL系统PromegaG3250
雄性A/J小鼠Jackson Laboratory000646

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
小鼠模型建立
小鼠品系:A/J(雄性,8-12周龄);给药剂量:150 μg抗PD-1 mAb/只;给药方式:腹腔注射;给药频率:每3天一次,持续21天;对照组:大鼠IgG2a同型对照。
阅读提示:详见STAR★Methods中的Mice部分
组织学分析
组织固定、石蜡包埋、切片厚度(4 μm);H&E染色;心肌炎评分方法。
阅读提示:详见STAR★Methods中的Histology study部分
流式细胞术分析
抗体组合;染色步骤;四聚体染色(Myhc338-348-H-2Dd和Myhc334-352-I-Ak);Fc阻断。
阅读提示:详见STAR★Methods中的Flow cytometry部分
RNA表达分析
使用RNeasy Plus Micro Kit提取RNA;iScript逆转录;SYBR Green实时PCR;内参基因HPRT。
阅读提示:详见STAR★Methods中的Real-time RT-PCR部分
过继转移实验
供体小鼠免疫方案:Myhc334-352肽免疫两次(第0天和第7天);脾细胞分离和体外刺激条件(50 μg/mL肽,20 ng/mL IL-23,10 ng/mL IL-1β,40 mM NaCl);CD4+ T细胞纯化;受体辐照剂量(500 cGy);细胞输注量(1×10^6细胞/只);抗PD-1 mAb治疗。
阅读提示:详见STAR★Methods中的Adoptive transfer of T cells部分