DEAD-box解旋酶1通过诱导肝细胞癌中PD-L1表达抑制CD8+ T细胞抗肿瘤活性

DEAD-box helicase 1 inhibited CD8+ T cell antitumor activity by inducing PD-L1 expression in hepatocellular carcinoma.

作者信息Junhao Liu, Ti Yang, Yurong Luo, Zengxin Ma, Zhitao Yu, Lei Zhang, Gai Liu, Jianfan Wen, Guankun Lu, Guowei Zhang, Yujun Zhao, Wang Luo, Yanan Li, Nengjia Yang, Jiawei Zhou, Yuhui Lu, Siliang Chen, Xiancheng Zeng
PMID38243657
发布时间2024-03
DOI10.1111/cas.16076

实验完整度

结合生物信息学分析、临床样本验证(IHC、Western blot、qRT-PCR)、体外细胞功能实验(共培养、LDH释放)和体内动物模型(皮下及原位瘤)进行功能与机制验证。

主要模型

HCC患者肿瘤组织及配对癌旁组织 Huh7和HepG2肝癌细胞系 Hepa1-6小鼠皮下移植瘤模型 Hepa1-6小鼠原位肝癌模型

重点核对

DDX1过表达对IFN-γ介导的PD-L1表达的影响(需在Huh7和HepG2细胞中验证) DDX1与p65的相互作用(通过免疫共沉淀验证,尤其在IFN-γ刺激下) DDX1过表达肿瘤细胞对CD8+ T细胞细胞毒性及IFN-γ/颗粒酶B分泌的影响 DDX1过表达对皮下及原位肝癌模型中抗PD-L1治疗敏感性的影响

摘要

肝细胞癌(HCC)对目前的治疗,甚至免疫检查点抑制剂,反应不佳。PD-L1(程序性细胞死亡配体1或CD274分子)介导的肿瘤细胞免疫逃逸可能是影响免疫检查点抑制剂(ICI)治疗疗效的关键因素。然而,PD-L1表达和免疫逃逸的调控机制需要进一步探索。在此,我们观察到DDX1(DEAD-box解旋酶1)在HCC组织中过表达,并与HCC患者的不良预后相关。此外,DDX1表达与CD8+ T细胞频率呈负相关。DDX1过表达显著增加干扰素γ(IFN-γ)介导的HCC细胞系中PD-L1表达。DDX1过表达降低了CD8+ T细胞中IFN-γ和颗粒酶B的产生,并在体外和体内抑制了CD8+ T细胞的细胞毒性功能。总之,DDX1在免疫逃逸微环境的形成中起重要作用,使其成为HCC中ICI治疗疗效的潜在预测因子。

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
DDX1是否通过调控PD-L1表达影响肝细胞癌的免疫逃逸及免疫检查点抑制剂治疗疗效?
核心机制
DDX1与NF-κB p65相互作用,增强p65磷酸化及NF-κB活化,从而促进IFN-γ介导的PD-L1表达。
主要证据
通过TCGA等数据库分析、免疫组化、蛋白质印迹及qRT-PCR证实DDX1在HCC中高表达且与预后不良相关;体外实验显示DDX1过表达在IFN-γ刺激下增强PD-L1表达,并抑制CD8+ T细胞功能;体内移植瘤模型证实DDX1过表达降低抗PD-L1治疗效果。
研究意义
作者提出DDX1可作为预测ICI治疗疗效的生物标志物或增强ICI疗效的生物学靶点,但需进一步研究和临床队列验证。

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

生物信息学筛选与临床样本验证

鉴定与HCC免疫微环境相关的关键基因,并验证DDX1在HCC组织中的表达及其与预后的关系。

利用TCGA、ICGC、GEO数据库进行差异表达、生存分析和免疫相关基因分析,筛选出DDX1等基因;收集80对HCC患者肝组织和组织芯片(HLivH180Su15)进行IHC、Western blot和qRT-PCR验证DDX1表达。

2

DDX1与PD-L1表达相关性分析

探讨DDX1表达与免疫检查点分子PD-L1及抑制性受体的相关性。

通过TCGA数据库分析DDX1与CD274(PD-L1)及TIGIT、PDCD1、HAVCR2、CTLA4的相关性;使用医院样本进行验证;多色免疫荧光检测DDX1与PD-L1的共定位;GEO数据库单细胞测序数据分析。

3

体外验证DDX1调控PD-L1表达的分子机制

验证DDX1是否通过影响NF-κB信号通路增强IFN-γ诱导的PD-L1表达。

在Huh7和HepG2细胞中过表达DDX1,加IFN-γ(100 ng/mL)刺激,检测PD-L1和p65磷酸化水平;使用NF-κB抑制剂triptolide(15 μmol/L)抑制p65磷酸化;用免疫荧光和免疫共沉淀检测DDX1与p65的共定位和相互作用。

4

体外共培养实验评估CD8+ T细胞功能

验证DDX1过表达的肿瘤细胞对CD8+ T细胞抗肿瘤功能的影响。

从HCC患者外周血单个核细胞中分离CD8+ T细胞,用anti-CD3和anti-CD28预激活后与DDX1过表达或对照的HepG2和Huh7细胞共培养,检测IFN-γ和颗粒酶B分泌(ELISA)、细胞毒性(LDH释放实验)和肿瘤细胞凋亡(PI染色)。

5

体内动物模型验证DDX1对肿瘤生长和抗PD-L1治疗的影响

在体内验证DDX1过表达对肿瘤生长及抗PD-L1治疗敏感性的影响。

建立Hepa1-6皮下移植瘤和原位肝癌模型,使用DDX1过表达或对照的Hepa1-6细胞,给予抗PD-L1抗体(150 μg/只)或IgG对照,监测肿瘤生长,检测肿瘤组织CD8+ T细胞浸润及CD8+ T细胞功能(流式细胞术)。

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
杜尔贝科改良Eagle培养基----
胎牛血清----
重组人干扰素γInvivoGen--
雷公藤甲素Selleck Chemicals--
抗DDX1抗体(兔多克隆)Proteintech--
抗CD8抗体Bioss--
免疫组化二抗试剂盒 (GK500705)GTVisionGK500705
多重组化免疫荧光染色试剂盒 (abs50012)absinabs50012
抗NF-κB p65抗体ZENBIO--
荧光素偶联酪胺分子 (PPD 520、PPD 570或PPD 650)----
DAPI----
RIPA裂解缓冲液----
抗磷酸化p65抗体ZENBIO--
抗p65抗体ZENBIO--
抗GAPDH抗体Proteintech--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
TRIzol试剂TaKaRa--
IFN-γ ELISA试剂盒 (Cat# 1110002)Dakewe1110002
颗粒酶B ELISA试剂盒 (Cat# 1118502)Dakewe1118502
抗CD3抗体BioLegend--
抗CD28抗体BioLegend--
乳酸脱氢酶释放检测试剂盒Promega--
碘化丙啶Beyotime--
光学显微镜Olympus--
抗小鼠PD-L1抗体(克隆10F.9G2)Bio X Cell--
IgG对照抗体(克隆LTF-2)Bio X Cell--
Percoll分离液GE Healthcare--
白细胞介素-7----
布雷菲德菌素ABD Biosciences--
Cytofix/Cytoperm固定破膜试剂盒BD Biosciences--
BD FACSCanto II流式细胞仪BD Biosciences--

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
临床样本验证
患者来源、样本类型、配对数量(80对)、组织芯片(HLivH180Su15)
阅读提示:Methods 2.1
细胞培养与处理
细胞系(Huh7, HepG2)、IFN-γ浓度(100 ng/mL)、triptolide浓度(15 μmol/L)、处理时间
阅读提示:Methods 2.3
免疫共沉淀
细胞处理(IFN-γ 100 ng/mL,1小时)、抗体(anti-DDX1或IgG)、裂解液
阅读提示:Methods 2.6
体外CD8+ T细胞功能实验
CD8+ T细胞来源、预激活条件(anti-CD3/anti-CD28,1 μg/mL,1-3天)、共培养时间(12, 24, 48小时)、效靶比(1:1, 3:1, 9:1)
阅读提示:Methods 2.9, 2.10
体内动物实验
小鼠品系(C57BL/6,雄性,6-8周龄)、细胞接种数量(皮下1×10^7,原位1×10^6)、抗PD-L1剂量(150 μg/只)及给药方案
阅读提示:Methods 2.10
流式细胞术
淋巴细胞分离方法(Percoll梯度)、刺激条件(肿瘤裂解液、IL-7、anti-CD28、anti-CD49、Brefeldin A)、抗体组合
阅读提示:Methods 2.11