优化抗ELTD1单克隆抗体在G55异种移植小鼠模型中对胶质母细胞瘤的治疗效果

Optimized monoclonal antibody treatment against ELTD1 for GBM in a G55 xenograft mouse model.

作者信息Michelle Zalles, Nataliya Smith, Jadith Ziegler, Debra Saunders, Shannon Remerowski, Lincy Thomas, Rafal Gulej, Nadya Mamedova, Megan Lerner, Kar-Ming Fung, Junho Chung, Kyusang Hwang, Junyeong Jin, Graham Wiley, Chase Brown, James Battiste, Jonathan D Wren, Rheal A Towner
PMID31863639
发布时间2020-01
DOI10.1111/jcmm.14867

实验完整度

包含体外抗体制备与筛选、体内G55异种移植模型疗效评估、MRI功能影像、免疫组化及转录组分析等多个独立证据层级,并进行功能验证与机制探索。

主要模型

G55人胶质母细胞瘤异种移植小鼠模型 HEK293F细胞 体外ELTD1抗原结合实验

重点核对

G55细胞植入2月龄雄性裸鼠(Hsd:Athymic Nude-Foxn1nu)脑内 治疗分组:未处理(UT)、多克隆抗体(pAb)、单克隆抗体(mAb),剂量2 mg/kg,每3-4天给药一次 肿瘤达到6-7 mm3时开始治疗,肿瘤达到≥150 mm3时处死 MRI监测生存、肿瘤体积、灌注(rCBF)及分子靶向探针结合 免疫组化检测CD34(微血管密度)和Notch1表达

摘要

胶质母细胞瘤是一种见于成人的侵袭性脑肿瘤,现有的治疗方法并未显著提高患者的生存率。近期,我们发现ELTD1,一种血管生成生物标志物,在人类胶质瘤中高表达。多克隆抗ELTD1治疗在胶质瘤临床前模型中有效,然而,多克隆抗体的结合可能具有混杂性。因此,本研究旨在确定一种优化的抗ELTD1单克隆抗体在G55异种移植胶质瘤模型中的效果。使用MRI评估治疗对动物生存、肿瘤体积、灌注率和结合特异性的影响。进行免疫组织化学和组织学检查以确认和表征微血管密度和Notch1水平,并定位分子探针。使用RNA测序分析单克隆抗体治疗的效果。我们的抗ELTD1单克隆抗体治疗显著提高了动物生存率,减少了肿瘤体积,使血管正常化,并且与对照组和多克隆抗体处理的小鼠相比,在肿瘤内显示出更高的结合特异性。Notch1阳性染色和RNA-seq结果提示ELTD1具有与Notch1信号相互作用并干扰其的能力。尽管对ELTD1知之甚少,特别是其配体和通路,但我们的数据表明,我们的抗ELTD1单克隆抗体是胶质母细胞瘤中一种有前景的抗血管生成治疗剂。

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
优化的抗ELTD1单克隆抗体在G55异种移植胶质瘤模型中是否比多克隆抗体更有效地抑制肿瘤生长并改善预后?
核心机制
ELTD1可能通过与Notch1信号相互作用并干扰其来发挥抗血管生成作用。
主要证据
单克隆抗体治疗显著提高生存率、减小肿瘤体积、使血管正常化(rCBF增加)、降低微血管密度和Notch1表达,分子靶向MRI显示肿瘤内结合特异性高于多克隆抗体。
研究意义
优化的抗ELTD1单克隆抗体是胶质母细胞瘤中有前景的抗血管生成治疗剂,可能比多克隆抗体更安全、更特异。

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

抗体制备与筛选

产生特异性结合人ELTD1的单克隆抗体

免疫白来亨鸡,构建噬菌体展示文库,筛选针对人ELTD1的scFv,并转化为scFv-Fc融合蛋白。

2

G55异种移植模型建立与治疗

评估抗ELTD1抗体在体内的抗肿瘤效果

将G55细胞颅内植入裸鼠,待肿瘤达到一定体积后分组给予未处理、多克隆抗体或单克隆抗体治疗,监测生存和肿瘤体积。

3

MRI评估

评估治疗对肿瘤血供和抗体结合特异性的影响

采用形态学MRI、动脉自旋标记灌注成像和分子靶向MRI测量肿瘤体积、rCBF和抗体探针结合。

4

组织学与免疫组化分析

评估微血管密度、Notch1表达和抗体探针定位

取脑组织进行HE染色、CD34和Notch1免疫组化染色,以及SA-HRP染色定位生物素标记探针。

5

转录组分析

分析单克隆抗体治疗对基因表达的影响

提取肿瘤总RNA,进行RNA-seq,识别差异表达基因,并进行基因集富集分析。

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
pCEP4载体----
HEK293F细胞Invitrogen--
25-kDa线性聚乙烯亚胺Polyscience--
KappaSelect树脂GE Healthcare--
蛋白A Sepharose柱Repligen--
96孔微量滴定板Corning Inc--
HRP标记的山羊抗兔IgGJackson Immuno Research, Inc--
ABTS HRP底物溶液Thermo-Scientific Pierce--
Multiscan Ascent酶标仪LabSystems--
Hsd:Athymic Nude-Foxn1nu裸鼠Harlan Inc--
Bioss ETL/ELTD1多克隆抗体Biossbs-13111R
Bruker Biospin 7T磁体Bruker BioSpin GmbH--
ParaVision 5.0软件Bruker--
Photoshop软件(C.S 6版)Adobe--
生物素-牛血清白蛋白-钆-二乙烯三胺五乙酸----
磺基-NHS-EDC----
非特异性小鼠免疫球蛋白IgG抗体Alpha Diagnostics--
HistoBond®Plus载玻片Statlab Medical Products--
ImmPRESS™ VR试剂抗兔IgG过氧化物酶Vector Labs IncMP-6401
抗原修复液(pH6柠檬酸抗原修复液)Vector Labs IncH-3300
Bloxall过氧化物酶封闭液Vector Labs IncSP-6000
兔抗CD34抗体abcamabcam81289
兔抗Notch1抗体abcamabcam52627
链霉亲和素-辣根过氧化物酶Vector Labs IncSA-5704
NovaRed®显色剂Vector Labs IncSK-4805
RNeasy微型试剂盒Qiagen--
Nanodrop分光光度计Thermo Scientific--
Lexogen Quantseq FWD文库制备试剂盒Lexogen--
Agilent Tapestation系统Agilent--
Roche LightCycler 480仪器Roche--
Kapa Biosystems Illumina文库定量试剂Kapa Biosystems--
Illumina Nextseq 500仪器Illumina--

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、性别、年龄、细胞植入方式、肿瘤体积监测时间
阅读提示:Methods 2.4 G55 Xenograft model and treatment
治疗给药
抗体类型、剂量、给药频率、给药途径
阅读提示:Methods 2.4 G55 Xenograft model and treatment
MRI评估
MRI参数、灌注成像方法、分子靶向探针制备与注射
阅读提示:Methods 2.5 In vivo magnetic resonance (MR) techniques
免疫组化
抗体稀释度、抗原修复条件、显色底物、图像分析方法
阅读提示:Methods 2.6 Immunohistochemistry and standard staining
转录组分析
RNA提取方法、文库构建试剂盒、测序平台、差异基因筛选标准
阅读提示:Methods 2.7 RNA isolation and preparation 和 2.8 Bioinformatics analysis