幽门螺杆菌CagA通过上调外泌体中PD-L1水平促进胃癌免疫逃逸

Helicobacter pylori CagA promotes immune evasion of gastric cancer by upregulating PD-L1 level in exosomes.

作者信息Jinfeng Wang, Rilin Deng, Shuai Chen, Shun Deng, Qi Hu, Biaoming Xu, Junjun Li, Zhuo He, Mingjing Peng, Sanlin Lei, Tiexiang Ma, Zhuo Chen, Haizhen Zhu, Chaohui Zuo
PMID38047083
期刊iScience
发布时间2023-11-09
DOI10.1016/j.isci.2023.108414

实验完整度

高

包含临床样本分析(87例Hp阳性GC患者)及体外细胞实验(HEK293T、AGS、HGC27、MFC)和体内小鼠移植瘤模型,验证了CagA调控p53-miR-34a-PD-L1信号轴的功能与机制。

主要模型

Hp感染的胃癌患者肿瘤组织和血浆外泌体 人胃癌细胞系AGS和HGC27 小鼠胃癌细胞系MFC及615小鼠移植瘤模型

重点核对

CagA表达与PD-L1及外泌体PD-L1的相关性:87例Hp阳性GC患者组织IHC和血浆外泌体Western blot分析 CagA调控p53-miR-34a-PD-L1轴:Flag-CagA转染AGS、HGC27、MFC细胞,检测p53、PD-L1和miR-34a水平 外泌体PD-L1对CD8+T细胞功能的影响:用CagA转染细胞来源外泌体处理CD8+T细胞,检测增殖(CCK8)和细胞因子(ELISA) 体内验证:MFC细胞皮下注射615小鼠,尾静脉注射高表达PD-L1的外泌体,评估肿瘤生长和CD8浸润

摘要

细胞毒素相关基因A(CagA)可能促进幽门螺杆菌(Hp)感染的胃癌(GC)的免疫逃逸,但潜在机制仍待探索。本研究中,肿瘤组织中CagA和PD-L1蛋白的阳性率以及血浆外泌体中PD-L1蛋白的高水平与Hp感染的GC的肿瘤淋巴结转移(TNM)分期升高显著相关。此外,CagA阳性率与肿瘤组织中PD-L1阳性率和血浆外泌体中PD-L1蛋白水平呈正相关,且外泌体PD-L1高表达可能提示Hp感染的GC预后不良。机制上,CagA通过抑制p53和miRNA-34a增加GC细胞来源外泌体中PD-L1的水平,抑制CD8+T细胞的增殖和抗癌作用。本研究为理解PD-L1介导的免疫逃逸提供了见解。靶向CagA和外泌体PD-L1可能提高Hp感染的GC的免疫治疗效果。

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
Hp感染的胃癌中,CagA是否通过调控p53-miR-34a信号轴影响PD-L1表达和分泌,进而促进免疫逃逸?
核心机制
CagA通过抑制p53和miR-34a,上调胃癌细胞中PD-L1表达并增加外泌体PD-L1水平,从而抑制CD8+T细胞的增殖和细胞因子分泌,促进免疫逃逸。
主要证据
临床样本显示CagA与PD-L1及外泌体PD-L1正相关;体外细胞实验证实CagA经p53-miR-34a上调PD-L1;外泌体PD-L1抑制CD8+T细胞功能,体内实验显示高表达PD-L1外泌体促进肿瘤生长并减少CD8浸润。
研究意义
该研究揭示了外泌体PD-L1在Hp感染胃癌中的预后价值,并提出靶向CagA和外泌体PD-L1可能提高Hp感染胃癌的免疫治疗疗效。

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

临床样本收集与特征分析

评估Hp感染胃癌患者中CagA、PD-L1及外泌体PD-L1的表达及其与临床病理特征和预后的关系。

收集87例Hp阳性GC患者的肿瘤组织和血浆标本,进行IHC染色分析CagA和PD-L1,分离血浆外泌体并检测PD-L1水平,分析其与TNM分期、淋巴结转移、分化程度等的相关性,并进行生存分析。

2

体外细胞实验验证CagA对PD-L1的调控

探究CagA是否通过p53-miR-34a信号轴上调胃癌细胞中PD-L1表达。

构建Flag-CagA质粒并转染人胃癌细胞AGS、HGC27和小鼠胃癌细胞MFC,检测p53、PD-L1和miR-34a水平;通过过表达或敲低p53及miR-34a mimics验证信号通路。

3

外泌体分离及PD-L1水平检测

验证CagA是否增加胃癌细胞来源外泌体中PD-L1的水平。

从Flag-CagA或对照质粒转染的GC细胞培养上清中分离外泌体,通过NTA、TEM和标志蛋白(CD9、CD63、TSG101)表征,并检测外泌体PD-L1蛋白水平。

4

外泌体对CD8+T细胞功能的影响

评估高表达PD-L1的外泌体是否抑制CD8+T细胞的增殖和细胞因子分泌,以及PD-L1阻断能否逆转此效应。

从健康人外周血和615小鼠脾脏分离CD8+T细胞,用CagA转染细胞来源的外泌体处理,并通过抗PD-L1抗体或IgG阻断外泌体PD-L1,检测CD8+T细胞增殖(CCK8)和IFN-γ、TNF-α、IL-2分泌(ELISA)。

5

体内小鼠移植瘤验证

验证高表达PD-L1的外泌体是否促进体内肿瘤生长并抑制CD8+T细胞浸润。

将MFC细胞皮下注射615小鼠建立移植瘤模型,待肿瘤可见后尾静脉注射来源于CagA转染或对照MFC细胞的外泌体,监测肿瘤体积和重量,并通过IHC检测肿瘤组织中PD-L1和CD8的表达。

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
KOD-Plus-Neo高保真PCR试剂盒TOYOBOKOD-401
QIAprep Spin质粒小提试剂盒QIAGEN27104
pGreenPuro shRNA慢病毒载体System BiosciencesSI505A-1
psPAX2包装质粒Addgene12260
pMD2.G包膜质粒Addgene12259
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher Scientific11668019
DMEM培养基Thermo Fisher ScientificC11965500BT
RPMI1640培养基Thermo Fisher ScientificC11875500BT
胎牛血清Thermo Fisher Scientific10270-106
青霉素-链霉素Thermo Fisher Scientific15140122
嘌呤霉素Thermo Fisher ScientificA1113803
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific15596018
RIPA裂解液Thermo Fisher Scientific89900
蛋白酶抑制剂混合物Thermo Fisher Scientific7843
Blue Plus II Western MarkerTransgen BiotechDM111-02
SuperSignal West Pico化学发光底物Thermo Fisher Scientific34578
All-in-One miRNA qRT-PCR检测试剂盒GeneCopoeiaQP115
ExoQuick血浆外泌体提取试剂盒System BiosciencesEXOQ5TM-1
人淋巴细胞分离液CedarlaneCL5015-R
小鼠淋巴细胞分离液CedarlaneCL5031
MojoSort人CD8初始T细胞分选试剂盒BioLegend480045
MojoSort小鼠CD8初始T细胞分选试剂盒BioLegend480043
人IFN-γ ELISA试剂盒Sino BiologicalSEK13222
人TNF-α ELISA试剂盒Sino BiologicalKIT10602
人IL-2 ELISA试剂盒Sino BiologicalKIT11848
小鼠IFN-γ ELISA抗体对Sino BiologicalSEK50469
小鼠TNF-α ELISA抗体对Sino BiologicalSEK50349
小鼠IL-2 ELISA抗体对Sino BiologicalSEK50087
Nanosight NS300分析仪Malvern Instruments Ltd--
JEM-3010透射电子显微镜JEOL--
CCK-8试剂盒DojindoCK04
DAB显色液BOSTERAR1022
苏木素BOSTERAR0005
小鼠抗CagA抗体Santa Cruz Biotechnologysc-28368
小鼠抗p53抗体Abcamab26
兔抗PD-L1抗体Proteintech17952-1-AP
兔抗CD63抗体System BiosciencesEXOAB-CD63A-1
兔抗CD9抗体Cell Signaling Technology13174S
兔抗TSG101抗体System BiosciencesEXOAB-TSG101-1
小鼠抗GAPDH抗体Merck MilliporeMAB374
兔抗CD8抗体Abcamab4055
山羊抗小鼠IgG(HRP标记)Merck MilliporeAP124P
山羊抗兔IgG(HRP标记)Merck MilliporeAP132P
InVivoMAb抗人PD-L1抗体Bio X CellBE0285
InVivoPlus抗小鼠PD-L1抗体Bio X CellBE0101
InVivoPlus小鼠IgG2b同型对照Bio X CellBE0086
大鼠IgG2b同型对照Bio X CellBE0090
GMP级Ultra-LEAF纯化抗人CD3抗体BioLegend317353
Ultra-LEAF纯化抗小鼠CD3ε抗体BioLegend100339
Ultra-LEAF纯化抗人CD28抗体BioLegend377803
Ultra-LEAF纯化抗小鼠CD28抗体BioLegend102115
615小鼠Junke biologicalRRID:
幽门螺杆菌26695株Hailong Xie, Nanhua University--

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
临床样本收集
87例Hp阳性GC患者的纳入标准、血浆和肿瘤组织的处理条件
阅读提示:STAR★Methods - Clinical samples
细胞培养
各细胞系的培养基及添加物、培养条件
阅读提示:STAR★Methods - Cell lines
质粒构建与转染
质粒构建所用引物和载体、转染试剂和用量
阅读提示:STAR★Methods - Plasmid construction, Cell transfection
外泌体提取与表征
血浆外泌体提取试剂盒及操作步骤、细胞上清外泌体超速离心参数、NTA和TEM分析
阅读提示:STAR★Methods - Isolation and characterization of exosomes
CD8+T细胞功能实验
CD8+T细胞分离方法、外泌体处理浓度、抗PD-L1阻断浓度、刺激条件
阅读提示:STAR★Methods - Isolation of CD8+ T cells, Treatment of CD8+ T cells with exosomes
体内动物模型
615小鼠的周龄、性别、MFC细胞注射数量、外泌体剂量和注射频率
阅读提示:STAR★Methods - Tumor xenograft