重塑硫酸软骨素-6-介导的免疫排斥增强微卫星稳定型结直肠癌的抗PD-1反应

Remodeling Chondroitin-6-Sulfate-Mediated Immune Exclusion Enhances Anti-PD-1 Response in Colorectal Cancer with Microsatellite Stability.

作者信息Qijing Wu, Qiong Huang, Yu Jiang, Fei Sun, Bishan Liang, Jiao Wang, Xingbin Hu, Mengting Sun, Zhenfeng Ma, Yulu Shi, Yanxiao Liang, Yujing Tan, Dongqiang Zeng, Fangzhen Yao, Xin Xu, Zhiqi Yao, Shaowei Li, Xiaoxiang Rong, Na Huang, Li Sun, Wangjun Liao, Min Shi
PMID34933913
发布时间2022-02
DOI10.1158/2326-6066.CIR-21-0124

实验完整度

包含转录组聚类、数字病理、临床样本、细胞共培养、动物模型(CT26移植瘤和AOM/DSS)等多层级验证,并涉及功能验证(Surfen靶向)和机制验证(JAK/STAT3和Hedgehog通路)。

主要模型

CT26小鼠结直肠癌细胞系 MC38小鼠结肠癌细胞系 THP-1人单核细胞系 AOM/DSS诱导的原发性结直肠癌小鼠模型

重点核对

TCGA MSS结直肠癌队列(n=383)用于代谢亚型鉴定 多中心临床队列(n=96)用于数字病理分析 CT26皮下移植瘤模型,分组:对照、抗PD-1、Surfen+抗PD-1等 Surfen剂量:1 mg/kg,腹腔注射,连续7天 抗PD-1剂量:12.5 mg/kg,腹腔注射,每周两次

摘要

转移性微卫星稳定型结直肠癌很少对免疫检查点抑制剂产生反应。肿瘤微环境中的代谢异质性对抗肿瘤免疫反应构成障碍。结合转录组学和数字病理学分析,我们在微卫星稳定型结直肠癌中发现了一个基质代谢-免疫排斥亚型,其预后不良,这可归因于硫酸软骨素-6代谢物与M2巨噬细胞之间的相互作用,在浸润边缘形成“排斥屏障”。此外,源自癌症相关成纤维细胞的硫酸软骨素-6促进了pSTAT3和GLI1的共核转位,激活了JAK/STAT3和Hedgehog通路。靶向硫酸软骨素-6的体内实验减少了M2巨噬细胞并重编程了免疫抑制性肿瘤微环境,从而增强了微卫星稳定型结直肠癌对抗PD-1的反应。因此,硫酸软骨素-6诱导的免疫排斥代表了一个“免疫代谢检查点”,可用于微卫星稳定型结直肠癌免疫检查点抑制剂治疗的联合策略。

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
MSS结直肠癌对免疫检查点抑制剂反应差,其肿瘤微环境中代谢异质性如何影响抗肿瘤免疫反应?
核心机制
CAF来源的C-6-S通过激活JAK/STAT3和Hedgehog通路,促进pSTAT3和GLI1共核转位及蛋白结合,诱导巨噬细胞M2极化和PD-L1表达,形成免疫排斥屏障。
主要证据
体外C-6-S处理巨噬细胞增加M2标志物;CAF共培养上调C-6-S和M2标志物;Surfen靶向C-6-S降低M2巨噬细胞并增强抗PD-1疗效(CT26模型和AOM/DSS模型)。
研究意义
C-6-S作为免疫代谢检查点,靶向C-6-S联合抗PD-1可能为MSS结直肠癌的免疫治疗提供新策略。

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

代谢亚型鉴定

识别MSS结直肠癌中与免疫微环境相关的代谢异质性亚型

对TCGA MSS结直肠癌队列进行无监督聚类,基于KEGG代谢通路评分鉴定出SM、NM、EM三个亚型。

2

免疫微环境分析

评估代谢亚型的免疫细胞浸润和免疫逃逸特征

计算CYT、GEP、TIDE评分,比较亚型间免疫细胞浸润和免疫调节因子表达。

3

数字病理分析

定位C-6-S和免疫细胞在肿瘤核心和浸润边缘的空间分布

对96例MSS结直肠癌组织切片进行C-6-S、CD8、CD163等免疫组化染色,使用QuPath进行细胞检测和H-score计算。

4

体外共培养实验

验证CAF来源的C-6-S对巨噬细胞M2极化的影响

将CAF与巨噬细胞共培养,检测巨噬细胞M2标志物表达,并用Surfen或Ch-ABC处理验证C-6-S的作用。

5

机制验证

明确C-6-S诱导M2极化的信号通路

检测JAK/STAT3和Hedgehog通路激活,使用Stattic和Vismodegib抑制通路,观察M2极化是否被逆转,并通过Co-IP验证pSTAT3和GLI1相互作用。

6

体内疗效评估

评估靶向C-6-S联合抗PD-1对MSS结直肠癌的治疗效果

在CT26皮下移植瘤模型和AOM/DSS模型中,给予Surfen和抗PD-1治疗,监测肿瘤生长和生存期,分析免疫细胞浸润。

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
RPMI1640培养基Solarbio31800
DMEM培养基Solarbio12100
胎牛血清SolarbioS9030
佛波醇-12-十四酸酯-13-乙酸酯SelleckS7791
脱氧核糖核酸酶IMeilunbioMB3069
IV型胶原酶Biofroxx2091MG100
透明质酸酶SolarbioH8030
抗生素-抗真菌剂SolarbioP8420
青霉素-链霉素SolarbioP1400
Percoll分离液SolarbioP8370
CD14分选试剂盒Miltenyi Biotec130-097-052
I型胶原SolarbioC8062
10×磷酸盐缓冲液ServicebioG0002
苏尔芬MilliporeS6951
软骨素酶ABCYuanye Bio-TechnologyS31309
StatticSelleckS7024
维莫德吉TargetmolT2590
C-6-S一抗MilliporeMAB2035
CD8抗体Proteintech66868-1-Ig
CD163抗体Proteintech16646-1-AP
CD206抗体Proteintech60143-1-Ig
αSMA抗体Proteintech14395-1-AP
GLI1抗体Proteintech66905-1-Ig
pSTAT3抗体Cell Signaling Technology9145
MLH1抗体Proteintech11697-1-AP
MSH2抗体Proteintech60161-1-Ig
MSH6抗体Proteintech66172-1-Ig
PMS2抗体Proteintech66075-1-Ig
Alexa Fluor 647标记的山羊抗小鼠IgGBeyotimeA0473
Alexa Fluor 488标记的山羊抗兔IgGBeyotimeA0423
Cy3标记的山羊抗大鼠IgGBeyotimeA0507
Alexa Fluor 594标记的驴抗山羊IgGYeasen34312ES60
DAPIBeyotimeC1002
TRIzol试剂Invitrogen--
HiScript II Q RT SuperMix for qPCRVazymeR222-01
LightCycler 480系统Roche--
FLAG-GLI质粒GeneCopoeiaEX-F0407-Lv242
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
FLAG标签抗体Cell Signaling Technology14793
IP裂解液MeilunbioMB9900
SDS-PAGE缓冲液LEAGENEPE0025
CD206抗体eBioscience12-2061-82
PD-L1抗体eBioscience62-5982-80
F4/80抗体MultiSciences70-AM048010-20
CD11c抗体MultiSciences70-AM011C05-20
CD14抗体BioLegend301803
CD86抗体BioLegend305419
CD163抗体BioLegend333605
FACS Aria II流式细胞仪BD Biosciences--
Aperio GT450数字病理扫描仪Leica--
苏尔芬SelleckS6951
抗PD-1抗体BioXcellBE0146
奥沙利铂Sanofi--
5-氟尿嘧啶Xudong--
亚叶酸钙Yaoyou--
瑞戈非尼BayerBAY73-4506
氧化偶氮甲烷Sigma-AldrichA5486
葡聚糖硫酸钠MP Biomedicals9011-18-1
甲基纤维素aladin9004-65-3

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
代谢亚型鉴定
TCGA MSS结直肠癌队列(n=383)的过滤标准,聚类参数(k=3,80%重采样,1000次迭代)
阅读提示:见Methods中‘Clustering of metabolism subtypes’和‘Study cohorts’部分
数字病理分析
ROI定义(TC和IM)及C-6-S、CD8、CD163的IHC染色条件
阅读提示:见Methods中‘Digital pathology analysis’和‘IHC assays’部分
体外共培养
CAF和巨噬细胞共培养的比例、时间(48小时),以及Surfen、Ch-ABC、Stattic、Vismodegib的浓度
阅读提示:见Methods中‘Three-dimensional cocultivation assays’和‘Coculture system for CAFs and macrophages’部分
体内动物实验
CT26细胞注射数量、Surfen和抗PD-1的剂量与给药方案
阅读提示:见Methods中‘In vivo mouse studies’部分
流式细胞术
抗体用量(μg/test等)和圈门策略(如CD11c−CD206+)
阅读提示:见Methods中‘In vitro and in vivo flow cytometry analysis’部分