L-甲硫氨酸通过抑制NR1I2/PCSK9信号促进CD8+ T细胞杀伤肝细胞癌

L-methionine promotes CD8+ T cells killing hepatocellular carcinoma by inhibiting NR1I2/PCSK9 signaling.

作者信息Chengsha Yuan, Changpeng Hu, Huyue Zhou, Wuyi Liu, Wenjing Lai, Yafeng Liu, Yue Yin, Guobing Li, Rong Zhang
PMID40158232
期刊Neoplasia
发布时间2025-06
DOI10.1016/j.neo.2025.101160

实验完整度

包括体外药物筛选、细胞系实验、共培养杀伤实验、RNA-seq、CUT&Tag、基因编辑、荧光素酶报告基因、异种移植和自发性肝癌小鼠模型,含多层级验证。

主要模型

HepG2细胞系 H22细胞系 Hepa1-6细胞系 皮下移植瘤小鼠模型 自发性肝癌小鼠模型(Alb-iCre+/−MYC+/−)

重点核对

L-甲硫氨酸浓度:50 μM(体外);5 mg/kg/天(体内) NR1I2关键结合位点:TGCACCCTGACAC 共培养比例:1:50(肿瘤细胞:CD8+ T细胞) 体内给药方式:腹腔注射 肿瘤体积计算:长度×宽度^2/2

摘要

背景:在恶性肿瘤中,肝癌的发病率和死亡率一直居高不下。PCSK9是高胆固醇血症治疗的一个靶点,最近被确定为抗肿瘤免疫的抑制剂,靶向PCSK9可有效抑制肿瘤进展。然而,由于其扁平蛋白结构,缺乏小分子抑制剂。方法:使用PCSK9启动子驱动的td-Tomato质粒进行PCSK9转录抑制剂筛选。采用实时定量PCR和免疫印迹评估L-甲硫氨酸对肝癌细胞系中PCSK9表达的影响。进行共培养实验以评估L-甲硫氨酸对CD8+ T细胞介导的杀伤肝癌细胞的影响。利用RNA测序、CUT&Tag、基因编辑和荧光素酶报告基因实验来鉴定调控PCSK9的转录因子。此外,使用肝癌异种移植和自发性肝癌小鼠模型评估L-甲硫氨酸的抗癌效果。结果:我们的研究确定L-甲硫氨酸(一种必需氨基酸)是PCSK9的转录抑制剂。在体外,抑制PCSK9表达和增强CD8+ T细胞介导的杀伤肝癌细胞的最佳L-甲硫氨酸剂量为50 μM。此外,腹腔注射5 mg/kg/天的L-甲硫氨酸在肝癌异种移植和自发性肝癌小鼠模型中均显著抑制肿瘤生长。在机制上,我们确定NR1I2是PCSK9的关键转录因子,它们的关键结合位点为TGCACCCTGACAC。L-甲硫氨酸通过下调NR1I2来抑制PCSK9转录。结论:这项工作表明,L-甲硫氨酸通过抑制NR1I2/PCSK9信号促进CD8+ T细胞介导的杀伤肝细胞癌。我们的研究介绍了一种新颖且方便的方法来抑制PCSK9,并为肝癌患者合理补充L-甲硫氨酸提供了理论基础。

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
L-甲硫氨酸是否通过抑制PCSK9表达来增强CD8+ T细胞介导的抗肝癌免疫,以及其潜在的分子机制。
核心机制
L-甲硫氨酸通过下调转录因子NR1I2,减少NR1I2与PCSK9启动子上TGCACCCTGACAC位点的结合,从而抑制PCSK9转录,进而增强CD8+ T细胞对肝癌细胞的杀伤。
主要证据
体外实验显示50 μM L-甲硫氨酸抑制PCSK9表达并增强CD8+ T细胞杀伤;体内实验中5 mg/kg/天L-甲硫氨酸抑制异种移植瘤和自发性肝癌模型肿瘤生长,并增加肿瘤浸润CD8+ T细胞及其效应因子。
研究意义
本研究提供了一种抑制PCSK9的新方法,并为肝癌患者合理补充L-甲硫氨酸提供理论基础。

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

筛选PCSK9转录抑制剂

鉴定能抑制PCSK9转录的小分子化合物。

构建PCSK9启动子驱动的td-Tomato报告质粒,稳定转染HepG2细胞,用FDA批准的药物库筛选,选出4种降低荧光强度的药物,进一步Western blot验证,确定L-甲硫氨酸为候选。

2

验证L-甲硫氨酸抑制PCSK9表达

验证L-甲硫氨酸对肝癌细胞中PCSK9 mRNA和蛋白表达的影响。

使用L-甲硫氨酸缺失培养基,补充不同浓度L-甲硫氨酸,qRT-PCR和Western blot检测PCSK9表达。

3

评估L-甲硫氨酸对CD8+ T细胞杀伤功能的影响

探讨L-甲硫氨酸对CD8+ T细胞介导的肝癌细胞杀伤的影响,并验证是否依赖于肿瘤细胞中PCSK9。

将肝癌细胞与CD8+ T细胞共培养,在不同L-甲硫氨酸浓度下检测肿瘤细胞活力;并用Calcein-AM和活/死染色观察杀伤;构建PCSK9过表达细胞,验证L-甲硫氨酸效应。

4

鉴定L-甲硫氨酸抑制PCSK9转录的机制

阐明L-甲硫氨酸抑制PCSK9转录的分子机制。

RNA-seq分析L-甲硫氨酸处理后的差异表达基因,结合转录因子预测并验证NR1I2;CUT&Tag验证NR1I2结合PCSK9启动子;荧光素酶报告基因验证关键结合位点。

5

评估L-甲硫氨酸体内抗肿瘤效果

评估L-甲硫氨酸在肝癌皮下移植瘤模型中的抗肿瘤效果及最佳剂量。

建立H22和Hepa1-6皮下移植瘤模型,腹腔注射不同剂量L-甲硫氨酸,记录肿瘤生长、体重;通过ELISA、IHC、流式、免疫荧光检测肿瘤微环境免疫细胞和PCSK9/NR1I2/MHC-I表达。

6

评估L-甲硫氨酸对自发性肝癌的抑制作用

在自发性肝癌模型中验证L-甲硫氨酸的预防/治疗作用。

利用Alb-iCre+/−MYC+/−小鼠自发形成肝癌,随机分对照和L-甲硫氨酸(5 mg/kg/天)处理组,检测肝脏肿瘤结节数、PCSK9水平、免疫浸润及功能。

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BasalMediaL110KJ
RPMI 1640培养基BasalMediaL210KJ
胎牛血清LonseraS711-001S
青霉素/链霉素----
L-甲硫氨酸MCEHY-N0326
EasySep™小鼠CD8+ T细胞分选试剂盒Stemcell19853
抗CD3抗体Invitrogen16-0031-85
抗CD28抗体Invitrogen16-0281-85
青霉素/链霉素/庆大霉素溶液BeyotimeC0223
HEPES溶液Gibco15630080
MEM非必需氨基酸Gibco11140050
小鼠IL2PeproTech212-12
RNAiso Plus试剂Takara9109
HiScript II一步法qRT-PCR SYBR Green试剂盒VazymeQ221-01
裂解液BeyotimeP0013
增强型BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0009
PVDF膜Biorad1620177
PCSK9抗体Biossbs-6060R
NR1I2抗体Proteintech67912-1
Actin抗体SigmaA1978
ECL化学发光液Biorad1705061
IV型胶原酶CoolaberCC3801G
Percoll分离液Cytiva17089109
CD45抗体BDbiosciences557659
CD3抗体Biolegend100234
CD4抗体Biolegend100406
CD8a抗体Invitrogen45-0081-82
NK1.1抗体Biolegend108736
PD1抗体Biolegend135206
TIGIT抗体Ebioscience11-9501-82
CD69抗体BDbiosciences562920
Zombie Aqua™可固定活性检测试剂盒Biolegend423101
莫能霉素Invitrogen00-4505-51
布雷菲德菌素AInvitrogen00-4506-51
固定和透化溶液试剂盒BDbiosciences554722
IFN-γ抗体Biolegend163504
TNF-α抗体Biolegend506333
穿孔素抗体Biolegend154304
GZMB抗体Biolegend372214
PCSK9 ELISA检测试剂盒ProteintechKE10050
VECTASTAIN® ABC—HRP试剂盒VectorlabsPK-4000
H2-Kd抗体Santasc-53852
DAPIBeyotimeC1006
基质胶ABW827215
Agel限制酶NEBR3552S
Smal限制酶NEBR0141V
同源重组酶VazymeC115
Lipofectamine 8000转染试剂BeyotimeC0533
嘌呤霉素BeyotimeST551
CUT&Tag试剂盒VazymeHD101
pGL6-TA基础载体BeyotimeD2105
pRL-SV40-N海肾荧光素酶报告质粒BeyotimeD2762
双荧光素酶报告基因检测试剂盒BeyotimeRG027

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
药物筛选
药物浓度:100 μM;处理时间:24小时
阅读提示:Fig. 1B
细胞培养
细胞系及培养基:HepG2、Huh7、Hepa1-6用DMEM,H22用RPMI 1640,均含10% FBS
阅读提示:Materials and methods: Cell lines
L-甲硫氨酸处理
体外最佳浓度:50 μM;体内剂量:5 mg/kg/天;给药方式:腹腔注射
阅读提示:Materials and methods: Cell culture; Results: Fig. 2D, Fig. 4
共培养杀伤实验
共培养比例:1:50(肿瘤细胞:CD8+ T细胞);L-甲硫氨酸浓度:12.5或50 μM;预孵育时间:24小时
阅读提示:Results: Fig. 2I
体内实验
模型:H22(BALB/c)和Hepa1-6(C57BL/6)皮下移植瘤,2×10^5或2.5×10^6 cells/mouse;自发性肝癌模型Alb-iCre+/−MYC+/−
阅读提示:Materials and methods: In vivo therapeutic efficacy; Construction of spontaneous liver cancer model
流式分析
肿瘤组织用1 mg/mL Collagenase IV于37°C消化30分钟;使用40%和70% Percoll梯度离心
阅读提示:Materials and methods: Flow Cytometry
CUT&Tag
NR1I2结合的PCSK9启动子关键位点:TGCACCCTGACAC
阅读提示:Results: Fig. 3I-K