CD8+调节性T细胞活性的破坏导致滤泡辅助性T细胞扩增和抗肿瘤免疫增强

Disruption of CD8+ Treg activity results in expansion of T follicular helper cells and enhanced antitumor immunity.

作者信息Diana A Alvarez Arias, Hye-Jung Kim, Penghui Zhou, Tobias A W Holderried, Xuan Wang, Glenn Dranoff, Harvey Cantor
PMID24778317
发布时间2014-03
DOI10.1158/2326-6066.CIR-13-0121

实验完整度

包含体内肿瘤模型(B16黑色素瘤)、过继转移实验、组织学分析、ELISA、流式细胞术等多个独立证据层级,并进行了功能验证(血清转移)和机制探索。

主要模型

B16黑色素瘤小鼠模型 B6.Qa-1 D227K (B6-DK) 小鼠 Rag2-/- 过继转移模型

重点核对

Qa-1突变(D227K)对CD8 Treg抑制活性的影响 GVAX免疫接种方案(剂量、时间点) 肿瘤挑战的细胞数量(2-5×10^5)和免疫细胞数量(5×10^5) 血清转移实验的给药方案(400 μl,第0、8、15天) CD8 Treg的鉴定标志物(CD44+CD122+Ly49+)

摘要

肿瘤生长与宿主抗肿瘤免疫反应的抑制相关,这可能对癌症免疫治疗造成严重障碍。为了确定Qa-1限制性CD8调节性T细胞(Treg)对肿瘤免疫发展的潜在贡献,我们研究了B6.Qa-1 D227K小鼠,该小鼠在MHC Ib类分子Qa-1中存在点突变,损害了CD8 Treg的抑制活性。在此,我们报告,与Qa-1 B6.WT对照组相比,在经工程化表达GM-CSF的B16黑色素瘤细胞治疗性免疫后,这些Qa-1突变小鼠中B16黑色素瘤的生长显著延迟。肿瘤生长减少与滤泡辅助性T细胞、生发中心B细胞的扩增增强以及高滴度的抗肿瘤自身抗体相关,这些自身抗体与肿瘤特异性细胞毒性T细胞协同激发强有力的抗肿瘤免疫反应。对肿瘤浸润T细胞的分析显示,Qa-1 DK突变与CD8+效应T细胞与CD8 Treg细胞比率的增加相关。这些数据表明,CD8+效应T细胞-Treg比率可能为癌症发展提供有用的预后指标,并提示CD8 Treg的耗竭或失活可能代表一种增强抗肿瘤免疫的潜在有效策略。

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
Qa-1限制性CD8调节性T细胞(CD8 Treg)是否以及如何影响抗肿瘤免疫?
核心机制
CD8 Treg通过Qa-1限制性相互作用抑制TFH细胞,破坏该抑制导致TFH细胞扩增、生发中心B细胞和抗肿瘤抗体产生增强,并与CD8效应T细胞协同抑制肿瘤生长。
主要证据
B6-DK小鼠(Qa-1突变)在GVAX免疫后肿瘤生长显著延迟,伴有TFH细胞、GC B细胞和抗肿瘤抗体增加;血清转移实验证明IgG具有抗肿瘤作用,且依赖于CD8 T细胞;肿瘤浸润分析显示CD8+ Teff/Treg比率增加。
研究意义
提示CD8 Treg耗竭或失活可能是增强抗肿瘤免疫的潜在有效策略,且肿瘤浸润CD8+ Teff/Treg比率可作为癌症发展的预后指标。

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

评估CD8 Treg在肿瘤免疫中的贡献

确定CD8 Treg是否参与抑制抗肿瘤免疫反应。

利用B16黑色素瘤模型,在B6-WT小鼠中接种肿瘤并用GVAX免疫,检测Qa-1表达和CD8 Treg肿瘤浸润。

2

比较B6-WT和B6-DK小鼠的肿瘤生长和生存

验证Qa-1介导的CD8 Treg抑制活性缺失是否影响抗肿瘤免疫。

B6-WT和B6-DK小鼠接种B16肿瘤并用GVAX免疫,监测肿瘤生长和生存。

3

分析免疫细胞表型

评估Qa-1突变对TFH细胞、生发中心B细胞、CD8 Treg和效应细胞的影响。

流式细胞术分析脾脏、肿瘤引流淋巴结和肿瘤中的CD4 TFH细胞、GC B细胞、CD8 Treg、CD8效应T细胞等。

4

检测抗肿瘤抗体反应

确定B6-DK小鼠是否产生针对肿瘤相关抗原的抗体。

ELISA检测血清中抗OVA、抗dsDNA、抗MIF、抗Ang-2等抗体滴度,并分析生发中心形成。

5

评估TFH细胞在抗体反应中的直接作用

验证B6-DK来源的TFH细胞是否能增强抗肿瘤抗体反应和抑制肿瘤生长。

分离B6-WT或B6-DK的OT-II TFH细胞,与野生型B细胞和CD8 Treg共转移至Rag2-/-小鼠,免疫NP-OVA并挑战B16-OVA。

6

验证抗体的抗肿瘤活性

确定B6-DK小鼠产生的抗肿瘤抗体是否能转移保护性免疫。

将从B6-WT或B6-DK免疫小鼠血清中提取的IgG转移至Rag2-/-宿主,联合OT-I CD8 T细胞和IL-15/IL-15Rα复合物,监测肿瘤生长。

7

分析肿瘤微环境变化

观察IgG沉积、补体激活和免疫细胞浸润。

免疫组化检测肿瘤中IgG沉积、C5b-9、F4/80巨噬细胞、CD31血管等。

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
验证细胞功能变化
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜氏改良Eagle培养基----
胎牛血清----
G418抗生素Invitrogen--
FACSCalibur流式细胞仪BD Biosciences--
LSR Fortessa流式细胞仪BD Biosciences--
FlowJo软件TriStar--
胶原酶/分散酶----
Nyco-Prep 1.007分离液PROGEN--
抗B220抗体BD Bioscience--
抗CD44抗体BD Bioscience--
抗CD45抗体BD Bioscience--
抗CD122抗体BD Bioscience--
抗Ly49 C/I/F/H抗体BD Bioscience--
抗NK1.1抗体BD Bioscience--
抗CD11b抗体BD Bioscience--
抗CD25抗体BD Bioscience--
抗CXCR5抗体BD Bioscience--
抗ICOS抗体BD Bioscience--
IgG1同型对照BD Bioscience--
抗Qa-1b抗体BD Bioscience--
抗CD69抗体BD Bioscience--
抗Fas抗体BD Bioscience--
抗IgM抗体BD Bioscience--
抗CD4抗体eBioscience--
抗CD8抗体eBioscience--
抗CD3抗体eBioscience--
抗CD200抗体eBioscience--
抗BTLA4抗体eBioscience--
抗PD-1抗体eBioscience--
抗FoxP3抗体eBioscience--
CD1d四聚体NIH Tetramer Core Facility at Emory U--
卵清蛋白Pierce--
生物素化抗小鼠IgG1抗体----
抗OVA IgG1标准品Abcam--
抗dsDNA ELISA试剂盒Alpha Diagnostic International--
抗ANA ELISA试剂盒Alpha Diagnostic International--
重组小鼠MIFR&D Systems--
重组小鼠Ang-2R&D Systems--
OptEIA ELISA试剂盒BD Biosciences--
ELISA Duo试剂盒R&D Systems--
Fc阻断剂BD Biosciences--
PE标记抗B220抗体BD--
FITC标记抗GL-7抗体BD--
FITC标记抗小鼠IgG抗体Sigma--
生物素化C5b-9抗体Bioss--
F4/80抗体eBioscience--
抗Desmin抗体Abcam--
抗ERTR7抗体Santa Cruz--
PE标记抗CD31抗体eBioscience--
ImageJ软件----
NIS Elements软件Nikon Instruments Inc.--
CD4细胞富集试剂盒----
生物素化抗CD25抗体BD Biosciences--
B淋巴细胞富集试剂盒BD Biosciences--
CD8细胞富集试剂盒BD Bioscience--
钥孔血蓝蛋白----
完全弗氏佐剂----
不完全弗氏佐剂----
NP13-OVA----
IL-15/IL-15Rα复合物----
硫酸铵Sigma--
50,000 MW Amicon过滤器EMD Millipore--

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:B6-WT和B6-DK(Qa-1 D227K),性别和年龄(雌性,6-12周龄),饲养条件(SPF)
阅读提示:Methods: Mice
肿瘤挑战与免疫
肿瘤细胞数量(2-5×10^5),GVAX细胞数量(1×10^5或5×10^5),免疫时间点(第0、7、14天),免疫途径(皮下,对侧),辐照剂量(150 Gy)
阅读提示:Methods: Tumor challenge and treatment
流式细胞术
抗体克隆和荧光标记,染色时间(30分钟,4°C,避光),FACS缓冲液成分,肿瘤消化条件(胶原酶/分散酶,2小时,37°C),梯度离心介质(Nyco-Prep)
阅读提示:Methods: Reagents and flow cytometry
抗体检测
ELISA包被抗原浓度(OVA 10 μg/ml),血清稀释,标准品(抗OVA IgG1),检测抗体(生物素化抗小鼠IgG1),底物
阅读提示:Methods: Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)
过继转移
细胞数量(TFH 1.5×10^6,B细胞3.5×10^6,CD8 Treg 1×10^5),免疫方案(NP-OVA/CFA,加强NP-OVA/IFA),转移时间点,宿主(Rag2-/-)
阅读提示:Methods: Adoptive transfer experiments
血清转移
血清制备方案(免疫时间点,收集时间),IgG纯化方法(硫酸铵沉淀,透析),注射剂量(400 μl),注射时间点(0、8、15天),辅助细胞(OT-I CD8 T细胞,IL-15/IL-15Rα复合物)
阅读提示:Methods: Tumor challenge and treatment (serum transfer experiments)