ACSL4介导的脂筏阻止膜破裂并抑制黑色素瘤中的免疫原性细胞死亡。

ACSL4-mediated lipid rafts prevent membrane rupture and inhibit immunogenic cell death in melanoma.

作者信息Xi Zhao, Zenglu Zhao, Bingru Li, Shuyu Huan, Zixi Li, Jianlan Xie, Guoquan Liu
PMID39343834
发布时间2024-09-29
DOI10.1038/s41419-024-07098-3

实验完整度

高

包含体外细胞实验、脂质组学和转录组学分析、异种移植瘤模型、免疫细胞功能验证等多层级证据,且进行了机制验证。

主要模型

A375细胞 SK-MEL-2细胞 SK-MEL-28细胞 B16F10细胞 小鼠异种移植瘤模型

重点核对

ACSL4依赖性LPO诱导脂筏形成 脂筏对铂类药物敏感性的影响 脂筏抑制铁死亡和焦亡 MβCD破坏脂筏增强免疫原性细胞死亡 体内T细胞介导的抗肿瘤效应

摘要

化疗,包括基于铂的药物,是增强对免疫检查点阻断(ICB)治疗耐药的晚期黑色素瘤患者免疫反应的一种可能策略。然而,这些药物的免疫增强效果存在争议,其对肿瘤微环境的影响也知之甚少。在本研究中,我们发现脂质过氧化(LPO)促进膜上脂筏的形成,由酰基辅酶A合成酶长链家族成员4(ACSL4)介导的这种作用损害了黑色素瘤细胞对铂类药物的敏感性。这种降低主要通过减少细胞膜孔形成来抑制免疫原性铁死亡和焦亡而实现。通过去除膜胆固醇破坏ACSL4介导的脂筏,我们促进了免疫原性细胞死亡,转化了免疫抑制环境,并提高了铂类药物和免疫反应的有效性。这种破坏还有助于逆转CD8+ T细胞的减少,同时保持其分泌细胞因子的能力。我们的结果表明,ACSL4依赖性LPO是脂筏形成和抗肿瘤免疫的关键调节因子,破坏脂筏有望增强铂类药物诱导的黑色素瘤免疫原性铁死亡和焦亡。这一新策略可能增强铂类疗法的抗肿瘤免疫力,并进一步补充ICB治疗。

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
脂筏是否通过抑制铁死亡和焦亡来降低黑色素瘤对铂类药物的敏感性,以及破坏脂筏能否增强铂类药物的免疫原性?
核心机制
ACSL4依赖性脂质过氧化促进脂筏形成,脂筏通过减少膜孔形成抑制铁死亡和焦亡,降低铂类药物疗效;破坏脂筏可恢复这些免疫原性细胞死亡途径。
主要证据
体外实验显示脂筏降低铂类药物敏感性,抑制铁死亡和焦亡;MβCD破坏脂筏增加细胞死亡和DAMPs释放;体内实验显示联合治疗增强T细胞浸润和活性。
研究意义
靶向脂筏可能增强铂类药物的免疫原性,克服黑色素瘤对ICB治疗的耐药性。

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

脂筏与黑色素瘤生存相关性分析

探究脂筏相关蛋白表达与黑色素瘤患者生存的关系。

利用TCGA和cBioPortal数据库分析FLOT1、CAV1、CAV2扩增突变频率,并分析FLOT1表达与患者生存的相关性。

2

ACSL4依赖性LPO诱导脂筏形成

验证脂质过氧化是否在ACSL4作用下促进脂筏形成。

使用ox-LDL、LDL、RSL3处理A375细胞,检测脂筏形成;通过脂质组学和转录组学分析LPO相关基因表达;使用ACSL4抑制剂或敲除细胞验证ACSL4必要性。

3

脂筏对铂类药物敏感性的影响

评估脂筏形成是否降低黑色素瘤细胞对铂类药物的敏感性。

通过OL或RL预处理诱导脂筏形成,然后使用不同浓度铂类药物处理,检测细胞活力;并在异种移植模型中用ML210诱导脂筏,检测离体肿瘤细胞对铂类药物的敏感性。

4

脂筏抑制铁死亡和焦亡

确定脂筏是否通过抑制铁死亡和焦亡降低药物敏感性。

检测铂类药物诱导的细胞死亡方式;通过OL或RL预处理后检测RSL3诱导的细胞死亡和LDH释放,评估脂筏对铁死亡和焦亡的抑制作用。

5

脂筏保护膜免受孔形成

探究脂筏抑制焦亡的机制是否通过减少膜孔形成。

分离脂筏和非脂筏结构域,检测GSDME-N端分布;过表达GSDMD-N端诱导孔形成,检测LDH释放;使用Triton X-100处理检测细胞膜完整性。

6

体外破坏脂筏增强免疫原性细胞死亡

验证MβCD破坏脂筏是否能增强铂类药物的免疫原性。

使用MβCD处理细胞,检测铂类药物敏感性、LDH释放、ATP和HMGB1释放,并评估BMDC成熟。

7

体内破坏脂筏增强抗肿瘤免疫

评估MβCD联合顺铂在体内的抗肿瘤效果和免疫调节作用。

建立B16F10皮下移植瘤模型,给予低剂量顺铂和MβCD治疗,监测肿瘤生长;分析肿瘤组织中的细胞死亡标志物和免疫细胞浸润。

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。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
验证机制链路
评估体内效果

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基VivaCell--
MEM培养基VivaCell--
胎牛血清----
支原体PCR检测试剂盒BeyotimeC0301S
10厘米培养皿Nest704001
96孔板Nest701001
24孔板Nest702001
12孔板Nest712012
顺铂TargetMol--
卡铂TargetMol--
奥沙利铂TargetMol--
地拉罗司Sigma--
RSL3Selleck Chemicals--
ML210Selleck Chemicals--
利普司他汀-1Selleck Chemicals--
甲基-β-环糊精MedChemExpress--
罗格列酮MedChemExpress--
低密度脂蛋白Guangzhou Yiyuan Biological Technology Co., Ltd.--
氧化低密度脂蛋白Guangzhou Yiyuan Biological Technology Co., Ltd.--
RIPA裂解液Life-iLabAP01L013
PVDF膜Bio-Rad--
抗Caspase 3抗体Abcamab32351
抗Cleaved Caspase 3抗体Cell Signaling Technology9664T
抗GSDME抗体Abcamab215191
抗4-HNE抗体Abcamab46544
抗FLOT-1抗体Abcamab133497
抗ACSL4抗体Abcamab155282
抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
抗β-actin抗体Biossbsm-33036M
C11-BODIPY 581/591InvitrogenD3861
MDA检测试剂盒Beyotime BiotechnologyS0131S
TRIzol试剂Invitrogen15596026
DNase ITaKara Bio2270A
SuperScript双链cDNA合成试剂盒Invitrogen11917010
随机六聚体引物Illumina20022654
Illumina HiSeq xten/NovaSeq 6000测序仪Illumina--
Q Exactive HF Orbitrap LC-MS/MS系统Thermo Scientific--
InertSustain C18 HP色谱柱----
MS-DIAL----
CytoFLEX流式细胞仪Beckman Coulter--
Vectra Polaris自动定量病理成像系统PerkinElmer--
Nikon A1R SI共聚焦显微镜Nikon--
DAPISolarbioC0065
Alexa Fluor 488-鬼笔环肽Cell Signaling8878
CytoTox 96非放射性细胞毒性检测试剂盒PromegaG1780
CellTiter-Glo发光细胞活力检测试剂盒PromegaG7571
抗CD11c APC抗体BioLegend117309
抗CD86 APC-Cy7抗体BioLegend105029
抗MHC-II PE-Cy7抗体BioLegend107629
小鼠Fc受体阻断剂BioLegend156603
DNase ISigma-Aldrich--
I型胶原酶Sigma-Aldrich--
70微米细胞过滤器Falcon352350
小鼠肿瘤浸润组织淋巴细胞分离液试剂盒SolarbioP9000
佛波醇12-肉豆蔻酸酯13-乙酸酯TargetMol--
离子霉素TargetMol--
布雷菲德菌素ATargetMol--
可固定活力染料eFlour506Thermo Fisher Scientific--
抗CD45抗体Biolegend103115
抗CD3抗体Biolegend100202
抗CD4抗体Biolegend100513
抗CD8a抗体Biolegend100722
抗TNFα抗体Biolegend506307
抗IFNγ抗体Biolegend505808
脂筏提取试剂盒BioDynamics Laboratory Inc.--
DH5感受态细胞TSINGKETSC-C14
无内毒素质粒中提试剂盒CoWin Biosciences--
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000008
CCK-8试剂盒Life-iLabAC11L054
Multiskan SkyHigh酶标仪Thermo Scientific--
柠檬酸钠抗原修复液SolarbioC1032
牛血清白蛋白Life-iLabAP36L014
Dylight 488标记抗山羊IgGEarthOxE032231
Dylight 594标记抗兔IgGEarthOxE032421
Vybrant Alexa Fluor 555脂筏标记试剂盒InvitrogenV34404

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
细胞培养
细胞系(A375, B16F10, SK-MEL-2, SK-MEL-28, MEF)来源及培养条件(培养基、FBS浓度、温度、湿度)
阅读提示:Materials and methods: Cell line culture
脂筏形成诱导
LDL (40 μg/mL), ox-LDL (20 μg/mL), RSL3 (2 μM)的处理时间(通常24小时)及组合
阅读提示:Results: ACSL4-dependent LPO drives the formation of lipid rafts; Figure legends 2
药物处理
铂类药物(顺铂、卡铂、奥沙利铂)浓度范围及处理时间;MβCD浓度及处理时间
阅读提示:Results: Lipid rafts reduce the efficacy of platinum-based drugs; Materials and methods: Cell counting kit-8
脂筏成像
脂筏染色试剂盒(Vybrant Alexa Fluor 555 Lipid Raft labeling kit)使用步骤及成像条件
阅读提示:Materials and methods: Lipid raft staining
铁死亡和焦亡检测
铁死亡检测(MDA含量测定、LIP-1处理);焦亡检测(LDH释放、GSDME活化)
阅读提示:Results: Lipid rafts inhibit ferroptosis and pyroptosis; Materials and methods: LDH assay, MDA measurement
体内实验
小鼠品系(BALB/c nude, BALB/c, C57BL/6J)、周龄、性别;细胞接种量(5×10^5)及部位;药物剂量(顺铂1 mg/kg, MβCD 100 mg/kg, ML210 50 mg/kg)及给药频率
阅读提示:Materials and methods: Xenograft assay