携带OX40L的溶瘤病毒增强T细胞反应并重塑肿瘤微环境用于胰腺癌治疗

OX40L-Armed Oncolytic Virus Boosts T-cell Response and Remodels Tumor Microenvironment for Pancreatic Cancer Treatment.

作者信息Shiyu Liu, Fan Li, Qiongqiong Ma, Mingjuan Du, Haoran Wang, Yiping Zhu, Li Deng, Wenrui Gao, Chunlei Wang, Yanqin Liu, Zhuoqian Zhao, Huanzhen Liu, Ruikun Wang, Yujie Tian, Manli Hu, Yajuan Wan, Wenyi Lu, Meng Zhang, Mingfeng Zhao, Youjia Cao, Hongkai Zhang, Wei Wang, Hui Wang, Yuan Wang
PMID37554264
发布时间2023-07-09
DOI10.7150/thno.83495

实验完整度

包含体外细胞实验(病毒构建与功能验证、ICD、T细胞增殖与激活)、KPC同系小鼠模型、流式细胞术和单细胞RNA测序,以及联合治疗,多个独立证据层级支持机制和疗效结论。

主要模型

KPC同系小鼠模型(C57BL/6J) KPC细胞系 Vero细胞 Jurkat-NF-κB-GFP-OX40报告细胞

重点核对

病毒构建:OX40L表达框插入HSV-1的ICP34.5位点,需验证病毒复制和溶瘤活性 KPC细胞植入:5×10^6细胞与Matrigel 1:1皮下接种,肿瘤体积100-150 mm³时开始治疗 病毒剂量:瘤内注射2×10^6 PFU/只,于第0,3,6,9,12天给药 联合治疗:抗IL6和抗PD-1抗体各100 μg/只,腹腔注射,同样在第0,3,6,9,12天 分析时间点:治疗后3天取肿瘤组织进行流式和单细胞测序

摘要

理由:胰腺导管腺癌(PDAC)对免疫疗法的耐药性是由免疫抑制性肿瘤微环境(TME)和致密的细胞外基质引起的。目前,单独针对基质纤维增生或免疫细胞的策略在胰腺癌治疗中取得的成功有限。溶瘤病毒(OV)疗法可以通过直接杀伤肿瘤细胞或增强抗肿瘤免疫反应来重塑TME并损伤肿瘤细胞,这有望用于PDAC的治疗。本研究旨在探讨携带OX40L的OV(OV-mOX40L)对PDAC的治疗效果并阐明其潜在机制。方法:将鼠OX40L插入单纯疱疹病毒-1(HSV-1)中构建OV-mOX40L。使用报告细胞、细胞病变效应和免疫原性细胞死亡实验评估其表达和功能。随后在KPC同系小鼠模型中评估OV-mOX40L的疗效。使用流式细胞术和单细胞RNA测序分析肿瘤浸润的免疫细胞和基质细胞,以深入了解溶瘤病毒疗法的机制。结果:OV-mOX40L治疗延缓了KPC荷瘤C57BL/6小鼠的肿瘤生长。它还增强了肿瘤浸润CD4+ T细胞反应,减轻了细胞毒性T淋巴细胞(CTL)耗竭,并减少了调节性T细胞的数量。OV-mOX40L治疗将巨噬细胞和中性粒细胞重编程为更具促炎性的抗肿瘤状态。此外,治疗后肌成纤维细胞癌相关成纤维细胞(CAF)的数量减少。基于单细胞测序分析,OV-mOX40L与抗IL6和抗PD-1联合使用显著延长了PDAC小鼠的寿命。结论:OV-mOX40L将免疫抑制性肿瘤免疫微环境转变为更激活的状态,重塑了基质,并增强了T细胞反应。OV-mOX40L单独使用或与协同抗体联合使用均显著延长了PDAC小鼠的生存期。因此,这项研究为胰腺癌治疗提供了一种多模式治疗策略。

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
旨在探究OX40L武装的溶瘤病毒(OV-mOX40L)对胰腺导管腺癌的治疗效果及其潜在免疫机制。
核心机制
OV-mOX40L通过OX40-OX40L共刺激信号增强T细胞活化,减少Treg,减轻CTL耗竭,并将巨噬细胞和中性粒细胞重编程为促炎抗肿瘤状态,同时减少肌成纤维细胞CAF,从而重塑免疫抑制性肿瘤微环境。
主要证据
在KPC同系小鼠模型中,OV-mOX40L延缓肿瘤生长并延长生存期(中位生存期60天 vs OV-GFP 53.5天);流式和单细胞RNA测序显示CD4+和CD8+ T细胞活化、Treg减少、CTL耗竭减轻,巨噬细胞M1/M2比例和中性粒细胞N1/N2比例变化,CAF数量下降。
研究意义
文献指出OV-mOX40L将免疫抑制性肿瘤微环境转变为激活状态并增强T细胞反应,单独或与抗IL6和抗PD-1联合使用均显著延长PDAC小鼠生存期,为胰腺癌治疗提供了多模式治疗策略。

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

构建和表征OV-mOX40L

验证OX40L武装的溶瘤HSV-1病毒的构建成功及其表达和功能。

将三聚体mOX40L(IL2信号肽-TRAF2卷曲螺旋结构域-mOX40L胞外域-PDGFR跨膜域)插入ICP34.5和ICP47双缺失的HSV-1基因组,感染Vero细胞检测膜表面OX40L表达,感染KPC细胞检测病毒复制和细胞病变效应。

2

体外功能验证

评估OV-mOX40L诱导免疫原性细胞死亡和激活T细胞的能力。

检测KPC细胞感染后ATP释放和CRT表面暴露;使用Jurkat-NF-κB-GFP-OX40报告细胞共培养检测OX40信号;分离小鼠脾T细胞与感染OV的KPC细胞共培养,检测T细胞增殖和IFN-γ、颗粒酶B表达。

3

KPC同系小鼠模型疗效评估

评估OV-mOX40L对胰腺癌肿瘤生长和生存期的影响。

KPC细胞皮下植入C57BL/6J小鼠,瘤内注射OV-mOX40L或OV-GFP,测量肿瘤体积和生存期;双侧肿瘤模型观察远端效应。

4

肿瘤浸润免疫细胞分析

分析OV-mOX40L治疗后肿瘤微环境中免疫细胞和基质细胞的变化。

治疗后3天取肿瘤,制备单细胞悬液,进行流式细胞术和单细胞RNA测序,分析T细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、CAF等亚群。

5

联合治疗

评估OV-mOX40L与抗IL6和/或抗PD-1抗体联合治疗的抗肿瘤效果。

在KPC小鼠模型中,单独或联合给予OV-mOX40L、抗IL6和抗PD-1抗体,监测肿瘤生长和生存期。

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
DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
增强型ATP检测试剂盒BeyotimeS0027
抗钙网蛋白抗体Biossbs-5913R-AF647
CD3+ T细胞分选磁珠Miltenyi130-094-973
Treg分选磁珠Miltenyi130-095-925
基质胶----
抗IL6抗体BioxcellBE0046
抗PD-1抗体BioxcellBE0146
Zombie NIR™可固定活力试剂盒BioLegend423105
LSR Fortessa流式细胞仪BD Biosciences--
CD45微磁珠Miltenyi130-110-618
TotalSeq hashtag抗体BiolegendTotalSeq-C0301, C0302, C0303
Chromium Next GEM单细胞3'试剂盒v3.110x Genomics--
NovaSeq 6000测序仪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
病毒构建和扩增
病毒插入位点(ICP34.5)、复制能力、滴度测定方法
阅读提示:见Materials and Methods中Construction of oncolytic viruses
细胞培养
KPC细胞来源、培养条件(DMEM+10% FBS+1%双抗,37°C,5% CO2)
阅读提示:见Materials and Methods中Cells
体外功能验证
感染MOI、感染时间、共培养时间、报告细胞构建方式
阅读提示:见Materials and Methods中Immunogenic cell death analysis, Reporter cells assay, Ex vivo assay
动物模型建立
KPC细胞接种数量(5×10^6)、与Matrigel比例(1:1)、接种部位(右胁)、小鼠品系和性别(6周龄雄性C57BL/6J)
阅读提示:见Materials and Methods中Mice model
治疗给药方案
病毒剂量(2×10^6 PFU/只)、给药途径(瘤内)、给药时间(第0,3,6,9,12天)、联合抗体的剂量(100 μg/只)和给药途径(腹腔)
阅读提示:见Materials and Methods中Mice model及图2、图6图注
免疫细胞分析
肿瘤取材时间(末次治疗后3天)、单细胞悬液制备方法(胶原酶IV、透明质酸酶、DNase)、流式抗体组合(见表S1)
阅读提示:见Materials and Methods中Flow cytometry analysis和Single cell sequencing
单细胞测序分析
CD45+细胞分选、hashtag标记、10x Genomics建库、测序平台、数据过滤标准(<100或>5000基因/细胞等)和聚类参数
阅读提示:见Materials and Methods中Single cell sequencing和Identification of cell types