新型抗HER2单克隆抗体伊尼妥单抗通过诱导肺腺癌细胞焦亡与顺铂产生强效协同抗肿瘤作用

Inetetamab, a novel anti-HER2 monoclonal antibody, exhibits potent synergistic anticancer effects with cisplatin by inducing pyroptosis in lung adenocarcinoma.

作者信息Jinfang Cui, Yuchao He, Fuyi Zhu, Wenchen Gong, Ran Zuo, Yu Wang, Yi Luo, Liwei Chen, Chengmeng Wang, Gengwei Huo, Hailing Lu, Zhiyong Liu, Peng Chen, Hua Guo
PMID37705753
发布时间2023-08-06
DOI10.7150/ijbs.82980

实验完整度

体外细胞实验(CCK-8、克隆形成、流式、Western blot等)、体内异种移植瘤模型、临床组织样本IHC分析及生物信息学分析,多重验证功能与机制。

主要模型

人肺腺癌细胞系H1299、H1975 顺铂耐药肺腺癌细胞系A549/DDP HER2阳性乳腺癌细胞系SKBR3(阳性对照) H1975细胞皮下异种移植BALB/c裸鼠模型

重点核对

细胞系:H1299、H1975、A549/DDP(顺铂耐药)及HER2表达水平验证 药物浓度:H1299和H1975使用5 μM顺铂和5 μM伊尼妥单抗,A549/DDP使用10 μM 体内实验:H1975细胞皮下注射BALB/c裸鼠,顺铂2.5 mg/kg、伊尼妥单抗15 mg/kg,每周一次,共37天 焦亡检测:Annexin-V/PI或7-AAD染色、LDH释放、HMGB1释放及形态学观察 机制验证:HER2/AKT/Nrf2信号通路蛋白表达及ROS水平检测,NAC和Z-VAD-FMK干预

摘要

顺铂是肺腺癌(LUAD)的一线化疗药物。然而,由于其严重的副作用和获得性耐药,其治疗效果受到限制。靶向HER2已被证明是针对LUAD的一种可行治疗策略。此外,伊尼妥单抗作为一种创新的抗HER2单克隆抗体,其诱导抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)的作用比曲妥珠单抗更强,多项临床试验表明其与多种化疗药物联合使用是一种有效且合理的策略。因此,本研究旨在探讨顺铂(DDP)和伊尼妥单抗在LUAD细胞中的协同作用,并研究其详细机制。在本研究中,通过体外和体内实验,我们发现伊尼妥单抗和顺铂联合使用在LUAD中产生协同效应,包括诱导焦亡。机制研究表明,伊尼妥单抗联合顺铂抑制HER2/AKT/Nrf2信号通路,增加ROS水平,触发NLRP3/caspase-1/GSDMB介导的焦亡,从而协同增强LUAD细胞的抗肿瘤效果。此外,顺铂通过诱导GSDMB介导的焦亡增强了伊尼妥单抗的PBMC杀伤能力,这可能归因于IFN-γ分泌增加。我们的研究揭示,抗HER2单克隆抗体伊尼妥单抗可能是LUAD治疗的一个有吸引力的候选药物,为LUAD的干预治疗开辟了新途径。

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
伊尼妥单抗能否增强顺铂对肺腺癌的抗肿瘤效果,并探究其潜在机制。
核心机制
伊尼妥单抗联合顺铂通过抑制HER2/AKT/Nrf2信号通路,增加ROS水平,触发NLRP3/caspase-1/GSDMB介导的焦亡,从而协同增强抗肿瘤效果;此外,顺铂通过诱导焦亡增强伊尼妥单抗的PBMC杀伤能力,与IFN-γ分泌增加相关。
主要证据
体外实验中,联合治疗显著降低IC50、抑制克隆形成和细胞增殖,并诱导焦亡(形态学、LDH释放、Annexin-V/PI阳性细胞增加);体内异种移植瘤模型中,联合治疗显著抑制肿瘤生长,IHC显示焦亡相关蛋白表达升高。
研究意义
研究提示伊尼妥单抗可能是LUAD治疗的有吸引力的候选药物,为克服顺铂耐药和减少副作用提供了新的治疗策略。

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

细胞系筛选和药物敏感性评估

选择HER2阳性LUAD细胞系并评估顺铂敏感性。

通过Western blot检测多种LUAD细胞系HER2表达,选择H1299、H1975和A549/DDP;CCK-8法测定顺铂IC50。

2

联合治疗协同效应验证

验证伊尼妥单抗与顺铂联合是否产生协同抗肿瘤效果。

采用CCK-8、克隆形成、EdU掺入、流式周期分析及Western blot检测细胞活力、增殖和周期蛋白。

3

焦亡表型鉴定

确定联合治疗是否诱导细胞焦亡。

观察细胞形态(气泡)、SEM、LDH释放、HMGB1释放、Annexin-V/PI或7-AAD染色。

4

焦亡机制验证

验证caspase-1/GSDMB轴在焦亡中的作用。

Western blot检测GSDMB和caspase-1剪切,使用caspase-1抑制剂Z-VAD-FMK预处理,检测LDH和细胞活力。

5

上游信号通路研究

探究联合治疗触发焦亡的上游分子机制。

检测ROS水平、NAC预处理、Western blot检测HER2/AKT/Nrf2通路蛋白,并分析HER2、AKT、Nrf2在LUAD中的相关性。

6

免疫细胞杀伤实验

评估联合治疗在PBMC存在下的杀伤能力。

PBMC杀伤实验,检测LDH释放、细胞活力、IFN-γ分泌,并验证IFN-γ对GSDMB表达的影响。

7

体内异种移植瘤模型验证

验证联合治疗的体内抗肿瘤效果。

H1975细胞皮下接种BALB/c裸鼠,分组给药,测量肿瘤体积和重量,IHC检测相关蛋白。

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
RPMI 1640培养基Gibco31800-022
胎牛血清HyCloneSH30109.02
青霉素/链霉素Gibco15140-148
伊尼妥单抗Shanghai CP Guojian Pharmaceutical Co.202205018
顺铂Hansoh Pharmaceutical Co. Ltd.601230101
Z-VAD-FMKMedChemExpressHY-16658
干扰素-γABclonalRP01038
N-乙酰半胱氨酸SIGMA616-91-1
抗HER2抗体Cell Signaling Technology2165
抗Cyclin B1抗体Cell Signaling Technology4138
抗Cyclin D1抗体Cell Signaling Technology2922
抗HMGB1抗体Abcamab79823
抗GSDMB抗体ABclonalA7474
抗caspase-1抗体ABclonalA18646
抗NLRP3抗体ABclonalA12694
抗ERK抗体Cell Signaling Technology9102
抗磷酸化ERK抗体Cell Signaling Technology4370
抗AKT抗体Cell Signaling Technology9272
抗磷酸化AKT抗体Cell Signaling Technology4060
抗Nrf2抗体Cell Signaling Technology12721
抗β-actin抗体Santa Cruz Biotechnologysc-47778
抗GAPDH抗体Santa Cruz Biotechnologysc-47724
抗β-tubulin抗体Cell Signaling Technology2128
BeyoClick™ EdU-594细胞增殖检测试剂盒Beyotime Biotech. Inc.C0071S
Alexa Fluor偶联二抗InvitrogenA21207
DAPISigmaD9542
EVOS™ M5000显微镜ThermoFisher--
LDH细胞毒性检测试剂盒Beyotime Biotech. Inc.C0017
Annexin V-FITC/PI染色试剂盒BD Pharmingen556547
Annexin V-PE/7-AAD凋亡检测试剂盒BD Pharmingen559763
HMGB1 ELISA试剂盒CUSABIO BiotechP09429
IFN-γ ELISA试剂盒CUSABIO BiotechP01579
DCFH-DASolarbioCA1410
淋巴细胞分离液密度梯度离心StemCell Technologies, Inc.07801
人IL-2StemCell78036
Calcein AMBeyotime Biotech. Inc.C2012
BALB/c裸鼠Jiangsu GemPharmatech Co., Ltd.--
抗HER2抗体ABclonalA2071
抗磷酸化AKT抗体Cell Signaling Technology4060
抗Nrf2抗体ABclonalA0674
抗NLRP3抗体Signalway Antibody41768
抗剪切caspase-1抗体ABclonalA21296
抗GSDMB抗体Abcamab215729

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
细胞系和药物处理
细胞系:H1299、H1975、A549/DDP;药物浓度:H1299和H1975使用5 μM顺铂和5 μM伊尼妥单抗,A549/DDP使用10 μM;处理时间:48小时(CCK-8、EdU、流式)或4天(焦亡检测)。
阅读提示:Methods: Cell lines and reagents, 细胞活力实验;Figure legends 1B-D, 2A, 3
焦亡检测
Annexin-V/PI或7-AAD染色、LDH释放检测、HMGB1 ELISA、形态学观察;处理时间4天。
阅读提示:Methods: Flow cytometric analysis of cell pyroptosis, LDH release assay, ELISA;Figure legends 3
机制验证
Z-VAD-FMK(50 μM)预处理24小时;NAC(5 mM)预处理24小时;ROS检测(DCFH-DA)。
阅读提示:Methods: Cell lines and reagents, ROS measurement;Figure legends 5, 6
PBMC杀伤实验
PBMC与靶细胞比例50:1;靶细胞预处理(cisplatin和/或inetezamab)4天;calcein AM标记;E/T比例。
阅读提示:Methods: PBMC killing assays;Figure legend 7
体内实验
H1975细胞皮下注射5×10^6;治疗起始于接种后7天;顺铂2.5 mg/kg,伊尼妥单抗15 mg/kg,每周一次;观察37天。
阅读提示:Methods: Xenograft models;Figure legend 8
临床样本分析
组织芯片包含90例LUAD组织(45例顺铂敏感,45例耐药);IHC评分标准。
阅读提示:Methods: Tissue specimens and immunohistochemistry;Figure legend 4