干扰素基因刺激因子促进效应CD8 T细胞的募集,驱动神经纤维瘤病1型神经肿瘤的发生和维持

Stimulator of interferon gene facilitates recruitment of effector CD8 T cells that drive neurofibromatosis type 1 nerve tumor initiation and maintenance.

作者信息Jay Pundavela, Samantha Anne Dinglasan, Melissa Touvron, Sarah A Hummel, Liang Hu, Tilat A Rizvi, Kwangmin Choi, David A Hildeman, Nancy Ratner
PMID39413183
期刊Sci Adv
发布时间2024-10-18
DOI10.1126/sciadv.ado6342

实验完整度

高

包含细胞实验(T细胞增殖实验)、基因敲除小鼠(Rag1−/−、Batf3−/−、STING突变)、药物抑制(H-151)、过继转移和抗体清除实验,并进行了机制验证。

主要模型

Nf1f/f; DhhCre小鼠PNF模型 Rag1−/−; Nf1f/f; DhhCre小鼠 Batf3−/−; Nf1f/f; DhhCre小鼠 Tmem173gt/gt; Nf1f/f; DhhCre小鼠

重点核对

STING抑制剂H-151处理剂量及方案 CD8 T细胞过继转移的细胞数量和来源 CD8 T细胞清除抗体(anti-CD8克隆2.43)剂量和方案 Rag1−/−; Nf1f/f; DhhCre小鼠中肿瘤缺失的验证 CCL5蛋白在CD8 T细胞中的表达

摘要

丛状神经纤维瘤(PNF)是良性神经肿瘤,由施万细胞中NF1肿瘤抑制基因缺失驱动。PNF富含免疫细胞,但免疫细胞是否对肿瘤发生必要尚不清楚。我们证明抑制干扰素基因刺激因子(STING)可减少血浆CXCL10、肿瘤T细胞和树突状细胞(DC)募集以及肿瘤形成。此外,缺乏XCR-1+ DC的小鼠显示肿瘤浸润T细胞和PNF肿瘤减少。来自荷瘤小鼠的抗原呈递细胞在体外促进CD8+ T细胞增殖,PNF T细胞高表达CCL5,表明T细胞激活。值得注意的是,在Rag1−/−; Nf1f/f; DhhCre小鼠中,肿瘤和神经相关巨噬细胞缺失,而荷瘤小鼠CD8+ T细胞的过继转移恢复了PNF起始。在这种情况下,随后去除T细胞后PNF缩小。因此,STING通路激活有助于CD8+ T细胞依赖性炎症反应,这是PNF起始和维持所必需的。

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
免疫细胞,特别是T细胞,是否对施万细胞NF1缺失后的神经纤维瘤形成是必需的?
核心机制
NF1缺失施万细胞激活STING,促进CXCL10产生,募集CXCR3+ DC和T细胞;DC(cDC1)呈递抗原激活CD8+ T细胞,活化的CD8+ T细胞表达CCL5,维持炎症环境,促进肿瘤发生与维持。
主要证据
STING缺失或抑制减少肿瘤和免疫细胞浸润;cDC1缺失减少肿瘤和激活的CD8+ T细胞;Rag1缺失完全阻止肿瘤形成;CD8+ T细胞过继转移恢复肿瘤形成;CD8+ T细胞清除导致肿瘤缩小。
研究意义
该研究揭示了CD8+ T细胞在良性肿瘤中的促肿瘤作用,为NF1相关神经纤维瘤的预防或治疗提供了新策略,如靶向STING通路或CCL5/CCR5轴。

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

检测STING通路在PNF中的激活

确定STING是否在人和小鼠PNF中表达并激活。

通过基因芯片检测Tmem173 mRNA表达,免疫组化检测p-STING、p-TBK1、p-IRF3,并检测血浆CXCL10水平。

2

评估STING功能缺失或抑制对肿瘤形成的影响

测试STING活性是否影响肿瘤起始和维持。

利用STING突变小鼠(Tmem173gt/gt)和STING抑制剂H-151处理肿瘤小鼠,通过MRI和尸检评估肿瘤大小和数量,流式检测免疫细胞。

3

分析肿瘤浸润淋巴细胞和树突状细胞亚群

明确PNF中T细胞和DC亚群的组成和激活状态。

通过多参数光谱流式细胞术分析T细胞(CD4、CD8)和DC(cDC1、cDC2)的比例及激活标记(CD44、CD69)。

4

测试cDC1缺失对肿瘤形成的影响

验证cDC1是否参与肿瘤形成。

将Batf3−/−与Nf1f/f; DhhCre杂交,比较肿瘤数量和大小,流式检测T细胞激活。

5

T细胞增殖实验

检验肿瘤小鼠CD8+ T细胞是否对抗原呈递细胞有反应。

CFSE标记CD8+ T细胞与APC共培养4天,流式检测CFSE稀释。

6

评估适应性免疫细胞缺失对肿瘤形成的影响

确定T和B细胞是否必要。

将Rag1−/−与Nf1f/f; DhhCre杂交,7月龄时解剖评估肿瘤。

7

T细胞过继转移实验

测试T细胞是否足以驱动肿瘤形成。

从荷瘤小鼠脾脏纯化总T细胞、CD4或CD8 T细胞,过继转移至Rag1−/−; Nf1f/f; DhhCre小鼠,MRI和尸检评估肿瘤形成。

8

CD8 T细胞清除实验

测试CD8+ T细胞是否维持肿瘤生长。

对已形成肿瘤的过继转移小鼠给予抗CD8抗体或IgG对照,每周一次共3周,评估肿瘤大小和免疫细胞。

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
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
验证免疫效应
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
直接小鼠基因分型试剂盒APExBioK1025
Q5高保真聚合酶New England BiolabsM0492S
总T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec130-095-130
CD4 T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec130-104-454
CD8 T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec130-104-075
抗IgG2b抗体BioXCellBE090
抗CD8克隆2.43BioXCellBE0061
生物素化山羊抗兔Vector LabsBA-1000
生物素化山羊抗小鼠Vector LabsBA-9200
ABC溶液Vector LabsPK-6100
DAB底物Vector LabsSK-4100
VIP底物Vector Labs--
磷酸化STING (Ser366)兔单克隆抗体Cell Signaling Technology50907
磷酸化STING (Ser365)兔单克隆抗体Cell Signaling Technology62912
磷酸化IRF3 (Ser396)兔单克隆抗体Cell Signaling Technology--
磷酸化TBK1/NAK (Ser172) XP兔单克隆抗体Cell Signaling Technology--
CCR5抗体Thermo Fisher ScientificMAB6138-SP
CoraLite488抗小鼠TCRβProteintechCL488-65106
抗CD4兔多克隆抗体Bioss AntibodiesBS-0647R
抗CD8A兔多克隆抗体Bioss AntibodiesBS-0648R
XCR1 (D2F8T)兔单克隆抗体Cell Signaling Technology44665S
CD103/INGAE (EP206)兔单克隆抗体Cell Signaling Technology95835S
抗CD8抗体,兔单克隆(克隆SP16)Sigma-AldrichSAB5500074
CD3ε (E4T1B) XP兔单克隆抗体Cell Signaling Technology78588
Iba-1兔多克隆抗体Wako019-19741
TCRβ BV711BioLegend109243
CD4 BUV395BD Horizon563790
CD11b AF700BioLegend101222
CD11c ef450Thermo Fisher Scientific48-0114-82
MHC II V500BD Horizon562366
CD44 BUV737BD Horizon612799
CD69 BV605BioLegend104530
CD19 BV785BioLegend115543
Gr-1 APC-Cy7BioLegend108423
PDCA-1 PEBioLegend127023
Aurora细胞多参数流式分析仪Cytek Biosciences--
Embed 812树脂Ladd Research Industries--
日立H-7600电子显微镜Hitachi--
7特斯拉Bruker BioSpec系统Bruker--
3D Slicer软件----

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
STING通路检测
人NF1−/− SCs和小鼠PNF中Tmem173 mRNA表达,p-STING、p-TBK1、p-IRF3的免疫组化染色
阅读提示:见Methods: Histological assays, Antibodies; Figure 1
STING抑制/缺失实验
H-151处理剂量和方案(8周),Tmem173gt/gt小鼠基因型
阅读提示:见Methods: Mice, T cell depletion; Figure 2, 3
流式细胞术分析
肿瘤细胞消化酶混合物成分(胶原酶A、IV,胰蛋白酶抑制剂,DNase I,CaCl2)
阅读提示:见Methods: Sample preparation for flow cytometry
T细胞增殖实验
CFSE浓度,共培养时间(4天),APC纯化方法(去除T细胞)
阅读提示:见Methods: T cell/APC in vitro coculture and proliferation assay
过继转移实验
受体年龄(1月龄),细胞数量(2×10^6),转移途径(腹腔注射),肿瘤评估时间(3月MRI,6月尸检)
阅读提示:见Methods: Adoptive transfer of purified T cells; Figure 7
CD8 T细胞清除实验
抗体剂量(250 μg/鼠),给药频率(每周一次,共3周),抗生素治疗
阅读提示:见Methods: T cell depletion using antibodies; Figure 8