黄芩素通过抑制脂肪细胞的瘦素表达增强三阴性乳腺癌的免疫应答

Baicalein enhances immune response in TNBC by inhibiting leptin expression of adipocytes.

作者信息Mengjie Liu, Chaofan Li, Jingkun Qu, Shiyu Sun, Zitong Zhao, Weiwei Wang, Wei Lv, Yu Zhang, Yifan Cai, Fang Zhao, Fei Wu, Shuqun Zhang, Xixi Zhao
PMID37489486
发布时间2023-10
DOI10.1111/cas.15916

实验完整度

包含临床样本分析、体外共培养、动物模型、数据库分析及功能验证(T细胞杀伤、SREBP1敲低)等多层次证据。

主要模型

MDA-MB-231、BT549、4T1乳腺癌细胞系 3T3-L1脂肪细胞及人原代脂肪细胞 高脂饮食诱导的肥胖小鼠4T1肿瘤模型 临床乳腺癌患者样本

重点核对

共培养体系中黄芩素浓度(10、20、40 μM)及处理时间(7天) 动物实验中黄芩素给药剂量(50 mg/kg/d)及给药方式(灌胃) 小鼠模型:4周龄BALB/c雌性小鼠,高脂饮食喂养12周后接种4T1细胞 SREBP1敲低对脂肪细胞瘦素分泌及肿瘤细胞PD-L1表达的影响 T细胞杀伤实验中效应细胞与靶细胞比例(1:5)及共培养时间(48小时)

摘要

三阴性乳腺癌(TNBC)是乳腺癌(BC)的一种特殊病理类型,预后较差。研究表明,肥胖与TNBC的肿瘤进展有关。近年来,肥胖与BC之间的相互作用引起了广泛关注,但其机制仍不清楚。在此,我们表明,脂肪细胞分泌的瘦素通过p‐STAT3信号通路上调TNBC中PD‐L1的表达,而黄芩素通过抑制脂肪细胞的瘦素转录来抑制肿瘤微环境中的PD‐L1表达。总之,我们的研究结果表明,瘦素可能是肥胖相关肿瘤进展的关键因素,而黄芩素可以突破困境,增强抗肿瘤免疫应答。

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
肥胖相关脂肪细胞分泌的瘦素如何影响三阴性乳腺癌的免疫微环境,以及黄芩素能否通过干预该机制增强抗肿瘤免疫应答?
核心机制
脂肪细胞分泌的瘦素通过p-STAT3信号通路上调肿瘤细胞PD-L1表达,黄芩素通过抑制SREBP1减少脂肪细胞瘦素分泌,从而下调PD-L1表达并增强T细胞杀伤作用。
主要证据
体外实验显示瘦素上调PD-L1,STAT3抑制剂阻断该效应;共培养和动物实验证实黄芩素抑制瘦素和PD-L1,SREBP1敲低模拟类似效果,LEP中和抗体减弱黄芩素作用。
研究意义
研究为黄芩素与免疫检查点抑制剂联合治疗肥胖TNBC患者提供理论基础,并提示黄芩素可能具有减重和抗肿瘤双重作用。

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

临床相关性分析

验证肥胖(BMI≥28)与乳腺癌不良预后及PD-L1表达的关系。

收集123例乳腺癌患者临床病理数据,分析BMI与分期、淋巴结转移、Ki67等的关系;检测血清瘦素水平;分析TNBC患者BMI与PD-L1 CPS评分。

2

瘦素对PD-L1表达的体外验证

验证瘦素是否通过p-STAT3上调肿瘤细胞PD-L1表达。

用不同浓度瘦素处理MDA-MB-231、BT549和4T1细胞,检测PD-L1、p-STAT3和t-STAT3表达;用STAT3抑制剂Stattic处理验证通路。

3

脂肪细胞-肿瘤细胞共培养模型验证

验证脂肪细胞分泌的瘦素是否上调肿瘤细胞PD-L1表达。

建立transwell共培养和条件培养基共培养系统,检测肿瘤细胞PD-L1和p-STAT3表达。

4

黄芩素对脂肪细胞瘦素分泌及肿瘤免疫的影响

验证黄芩素是否通过抑制脂肪细胞瘦素分泌下调PD-L1并增强T细胞杀伤。

在共培养体系中加入不同浓度黄芩素,检测PD-L1和p-STAT3;检测脂肪细胞瘦素mRNA和蛋白水平;进行T细胞杀伤实验。

5

机制探索:SREBP1介导黄芩素对瘦素的调控

探索黄芩素抑制瘦素表达的分子机制,验证SREBP1是否参与调控。

通过GEO数据库分析肥胖相关差异基因,结合转录因子预测,筛选SREBP1;用siRNA敲低SREBP1,检测瘦素分泌及肿瘤细胞PD-L1变化;检测黄芩素处理后SREBP1表达。

6

体内验证

验证黄芩素在体内对肿瘤生长和PD-L1表达的抑制效应。

使用高脂饮食诱导的肥胖小鼠模型,接种4T1细胞,分为对照组和黄芩素灌胃组,测量肿瘤生长,免疫组化检测CD8、GZMB、PD-L1、LEP、SREBP1等表达。

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GIBCO--
DMEM高糖培养基GIBCO--
胎牛血清EVERY GREEN--
胰岛素Novolin--
抗生素/抗真菌溶液GIBCO--
I型胶原酶----
3-异丁基-1-甲基黄嘌呤Solarbio--
地塞米松Xinhua--
油红O----
细胞培养插入小室Millipore--
黄芩素Sigma465119
Lipofectamine 2000Invitrogen--
RIPA裂解液ZHHC--
磷酸酶抑制剂----
BCA蛋白浓度测定Thermo Fisher Scientific--
Criterion TGX 4%–12%凝胶Beyotime--
硝酸纤维素膜Millipore--
ECL化学发光液Millipore--
PD-L1抗体Cell Signaling Technology13684
PD-L1抗体Proteintech66248-1-lg
p-STAT3抗体Cell Signaling Technology9145
STAT3抗体Proteintech10253-2-AP
GAPDH抗体Proteintech60004-1-lg
瘦素抗体AffinityDF8583
SREBP1抗体Biossbs-1402R
TRIzol试剂Genstar--
PrimeScript RT Master Mix试剂盒TAKARA--
SYBR Green Master MixTAKARA--
人瘦素ELISA试剂盒Beyotime--
小鼠瘦素ELISA试剂盒Beyotime--
CD3/CD28/CD2 T细胞激活剂STEMCELL Technologies--
白细胞介素-2Peprotech--
4%水合氯醛----
瘦素中和抗体----
羧甲基纤维素钠----
CD8抗体Servicebio TechnologyGB12068
颗粒酶B抗体Affinity BiosciencesAF0175
瘦素抗体Servicebio TechnologyGB11309
SREBP1抗体Biossbs-1402R
蔡司显微镜Zeiss Microscopy--

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
临床样本分析
患者BMI分组标准(<28 vs ≥28 kg/m²)
阅读提示:Methods 2.1 和 Results 3.1
细胞共培养实验
黄芩素浓度和处理时间,共培养方式和时间
阅读提示:Methods 2.6 和 Figure 4 图注
动物实验
小鼠品系、年龄、饮食类型、剂量及给药方式
阅读提示:Methods 2.13 和 Figure 6 图注
T细胞杀伤实验
效应细胞比例、处理时间
阅读提示:Methods 2.11 和 Figure 4D 图注
分子机制验证
SREBP1敲低方法和验证条件
阅读提示:Methods 2.7 和 Results 3.5