Parabacteroides distasonis 促进肿瘤相关巨噬细胞分泌 CXCL9 并增强 CD8+T 细胞活性,从而触发非小细胞肺癌小鼠抗 PD-1 治疗的抗肿瘤免疫

Parabacteroides distasonis promotes CXCL9 secretion of tumor-associated macrophages and enhances CD8+T cell activity to trigger anti-tumor immunity against anti-PD-1 treatment in non-small cell lung cancer mice.

作者信息Zhijun Fan, Zheng Yi, Sheng Li, Junjun He
PMID40241108
发布时间2025-04-16
DOI10.1186/s12896-025-00963-9

实验完整度

包含体内 Lewis 肺癌小鼠模型、体外 BMDM 与 CD8+T 细胞共培养、TLR1/2 抑制剂阻断、CXCR3 抗体阻断等功能与机制验证。

主要模型

Lewis 肺癌小鼠模型 (C57BL/6 小鼠皮下接种 LLC 细胞) 骨髓来源巨噬细胞 (BMDM) 脾脏原代 CD8+T 细胞

重点核对

P. distasonis 灌胃浓度:2×10^8 CFU/mL,剂量 10 mL/kg/day,持续 4 周 抗小鼠 PD-1 单克隆抗体 (Clone RMP1-14) 腹腔注射:200 µg/100 µL,每周一次 PdMb 处理 BMDM 浓度:100 µg/mL,处理 48 小时 M1 极化诱导:IFN-γ (20 ng/mL) 和 LPS (100 ng/mL) 处理 24 小时 CXCR3 阻断:抗小鼠 CXCR3 单克隆抗体腹腔注射 200 µg/100 µL,于 LLC 接种后第 6、8、11、14、17、20 天

摘要

背景: Parabacteroides distasonis (P. distasonis) 可调节炎症标志物,促进肠道屏障完整性,并阻断结肠肿瘤形成。然而,P. distasonis 对非小细胞肺癌 (NSCLC) 的调节作用仍不清楚。本研究旨在探讨 P. distasonis 对 NSCLC 的调节作用及其对肿瘤免疫的影响。方法: 我们首先建立了 Lewis 肺癌小鼠模型,并给予 P. distasonis 和腹腔注射抗小鼠 PD-1 单克隆抗体,以评估 P. distasonis 对肿瘤免疫和小鼠肠道屏障的影响。然后,我们探讨了 P. distasonis 对 CD8+T 细胞和肿瘤相关巨噬细胞 (TAM) 介导的 CXCL9 分泌的影响。我们使用 TLR1/2 复合物抑制剂 CPT22 评估其对巨噬细胞活化的影响。最后,我们在体内探讨了 P. distasonis 对 CD8+T 细胞和 TAM 分泌的 CXCL9 的影响。结果: 在体内,P. distasonis 增强了抗 PD-1 在 NSCLC 小鼠中的抗肿瘤作用,改善了肠道屏障完整性,募集了巨噬细胞,并促进了 M1 极化。在体外,与 Control 组相比,PdMb 组 BMDM 中 CD86 和 iNOS 水平升高,CD206 和 Arg1 水平降低。额外 CPT22 预处理后,BMDM 中 CD86 和 iNOS 水平降低,CD206 和 Arg1 水平升高。与 PBS 组相比,P. distasonis 组肿瘤组织中 CD8+T 细胞比例更高,CD8+T 细胞中 GZMB 和 IFN-γ 阳性比例增加。此外,与 Control 组相比,PdMb 组 CD8+T 细胞中 GZMB+T 和 IFN-γ+T 细胞比例升高,CD8+T 细胞上清液中 IFN-γ、TNF-α、穿孔素和 GZMB 的分泌增加。此外,与 PBS 组相比,P. distasonis 组肿瘤组织中 CXCL9+F4/80+ 巨噬细胞的比例更高。与 Control 组相比,PdMb 组 BMDM 中 CXCL9 蛋白水平和 BMDM 上清液中 CXCL9 分泌水平均升高。最后,在体内,P. distasonis 通过巨噬细胞分泌 CXCL9 增强了 CD8+T 细胞活性。结论: P. distasonis 促进了 TAM 分泌 CXCL9,并增强了 CD8+T 细胞活性,从而在 NSCLC 小鼠中触发抗 PD-1 治疗的抗肿瘤免疫。

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
P. distasonis 是否通过调节肿瘤相关巨噬细胞 (TAM) 和 CD8+T 细胞来影响非小细胞肺癌 (NSCLC) 的抗 PD-1 疗效?
核心机制
P. distasonis 通过 TLR1/2 识别促进 TAM 向 M1 极化,并增强其 CXCL9 分泌,进而通过 CXCL9-CXCR3 轴增强 CD8+T 细胞活性,触发抗肿瘤免疫。
主要证据
在 Lewis 肺癌小鼠模型中,P. distasonis 增强了抗 PD-1 的抗肿瘤效果,提高了肿瘤组织中 CD8+T 细胞比例及 GZMB、IFN-γ 阳性率,并增加了 CXCL9+F4/80+ 巨噬细胞比例;在体外,PdMb 处理促进 BMDM 的 M1 极化和 CXCL9 分泌,并增强 CD8+T 细胞的细胞毒性;使用 CXCR3 阻断抗体逆转了 P. distasonis 的增强效应。
研究意义
该研究为 NSCLC 免疫治疗提供了理论依据,并可能代表一种新的治疗策略。

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

建立 Lewis 肺癌小鼠模型并给予 P. distasonis 与抗 PD-1 治疗

评估 P. distasonis 对抗 PD-1 治疗 NSCLC 的抗肿瘤效果的影响。

C57BL/6 小鼠皮下接种 LLC 细胞建立模型,P. distasonis 灌胃 4 周,抗 PD-1 抗体腹腔注射,检测肿瘤体积、重量和 Ki67 表达。

2

评估 P. distasonis 对肠道屏障完整性的影响

验证 P. distasonis 是否能改善 NSCLC 小鼠的肠道屏障功能。

通过 HE 染色观察结肠组织损伤,PAS 染色计数杯状细胞,Western blot 检测紧密连接蛋白 ZO-1、Claudin-1、Occludin 的表达。

3

评估 P. distasonis 对肿瘤浸润巨噬细胞的影响

验证 P. distasonis 是否影响 TAM 的数量和极化状态。

通过流式细胞术检测肿瘤组织中 CD11b+F4/80+ 巨噬细胞比例和 CD86+ 巨噬细胞比例,qRT-PCR 检测 M1/M2 相关基因表达,IHC 检测 F4/80、iNOS、CD206 表达。

4

体外验证 P. distasonis 对巨噬细胞 M1 极化的影响及 TLR1/2 的作用

阐明 P. distasonis 促进巨噬细胞 M1 极化的机制,并验证 TLR1/2 是否参与识别。

用 PdMb 处理 BMDM,并用 IFN-γ 和 LPS 诱导 M1 极化,使用 TLR1/2 抑制剂 CPT22 预处理,检测 M1/M2 标志物表达和细胞因子分泌。

5

验证 P. distasonis 通过 TAM 增强 CD8+T 细胞活性

探讨 P. distasonis 处理的巨噬细胞是否通过分泌因子增强 CD8+T 细胞的功能。

在体内检测肿瘤组织中 CD8+T 细胞的 GZMB 和 IFN-γ 表达;在体外,用 PdMb 处理的 BMDM 条件培养基培养脾脏 CD8+T 细胞,检测其活化和细胞因子分泌。

6

验证 P. distasonis 增强 TAM 介导的 CXCL9 分泌

验证 P. distasonis 是否能促进 TAM 分泌 CXCL9。

在体内检测肿瘤组织中 CXCL9+F4/80+ 巨噬细胞比例;在体外检测 PdMb 处理的 BMDM 中 CXCL9 蛋白水平和分泌水平。

7

体内验证 CXCL9-CXCR3 轴在 P. distasonis 增强 CD8+T 细胞活性中的作用

证明 P. distasonis 通过 CXCL9-CXCR3 轴增强 CD8+T 细胞活性。

使用抗 CXCR3 阻断抗体中断 CXCL9-CXCR3 相互作用,检测肿瘤体积、重量、Ki67 表达和 CD8+T 细胞 GZMB、IFN-γ 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
Lewis 肺癌细胞 (LLC)--AW-CCM076
抗小鼠 PD-1 单克隆抗体BioXCellClone RMP1-14, RRID: AB_10949053
IgG (Clone 2A3)BioXCellRRID: AB_1107769
抗小鼠 CXCR3 单克隆抗体----
重组小鼠巨噬细胞集落刺激因子 (m-CSF)Peprotech315-02
重组 IL-2Peprotech212-12
β-巯基乙醇SolarbioM8210
抗 CD28 抗体BioGems10312-25
抗小鼠 CD3 抗体BioGems05112-25
CD8 T 细胞分选试剂盒Miltenyi Biotec130-096-495
CPT22----
Ki67 抗体AbiowellAWA10320
F4/80 抗体CST70076
iNOS 抗体Biossbs-0162R
CD206 抗体Proteintech18704-1-AP
RIPA 裂解液AbiowellAWB0136
ZO-1 抗体Proteintech21773-1-AP
Claudin-1 抗体AbiowellAWA41881
Occludin 抗体Proteintech27260-1-AP
CD86 抗体Proteintech13395-1-AP
iNOS 抗体Abcamab178945
Arg-1 抗体Proteintech16001-1-AP
CXCL9 抗体Abcamab137792
β-actin 抗体Proteintech66009-1-Ig
ECL 化学发光试剂AbiowellAWB0005
F4/80 抗体eBioscience12-4801-82
CD11b 抗体eBioscience11-0112-82
CD86 抗体eBioscience17-0862-82
F4/80 抗体eBioscience17-4801-82
CD86 抗体eBioscience11-0862-82
CD3 抗体eBioscience11-0032-82
CD8 抗体eBioscience12-0081-82
CXCR3 抗体eBioscience17-1831-82
GZMB 抗体eBioscience17-8898-82
F4/80 抗体eBioscience11-4801-82
CXCL9 抗体eBioscience12-3009-80
GZMB 抗体eBioscience11-8898-82
CD206 抗体eBioscience53-2061-82
细胞刺激混合物 (含蛋白转运抑制剂)eBioscience00-4975-93
细菌基因组 DNA 提取试剂盒CWBIOCW0552S
粪便基因组 DNA 提取试剂盒CWBIOCW2092S
Trizol 总 RNA 提取试剂盒Thermo15596026
mRNA 逆转录试剂盒CWBIOCW2569
Ultra SYBR MixtureCWBIOCW2601
ABI 7900 实时荧光定量 PCR 仪Applied Biosystems--
TNF-α ELISA 试剂盒CUSABIOCSB-E04741m
IL-6 ELISA 试剂盒CUSABIOCSB-E04639m
IL-1β ELISA 试剂盒CUSABIOCSB-E08054m
CXCL9 ELISA 试剂盒CUSABIOCSB-EL006252MO
IFN-γ ELISA 试剂盒CUSABIOCSB-E04578m
穿孔素 ELISA 试剂盒CUSABIOCSB-E13429m
颗粒酶 B (GZMB) ELISA 试剂盒CUSABIOCSB-E08720m

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
动物模型
小鼠品系、性别、周龄、LLC 细胞接种数量 (2×10^6) 和接种部位 (左腋窝皮下)
阅读提示:Methods - Animals
P. distasonis 给药
灌胃浓度 (2×10^8 CFU/mL) 、剂量 (10 mL/kg/day) 、给药周期 (4 周) 、起始时间
阅读提示:Methods - Animals, Experiment 1 和 Experiment 2
抗 PD-1 治疗
抗体克隆 (RMP1-14) 、剂量 (200 µg/100 µL) 、给药方式 (腹腔注射) 、给药频率 (每周一次) 、起始时间 (LLC 接种后第 7 天)
阅读提示:Methods - Animals, Experiment 1
CXCR3 阻断
抗体克隆、剂量 (200 µg/100 µL) 、给药时间点 (第 6, 8, 11, 14, 17, 20 天) 、给药方式 (腹腔注射)
阅读提示:Methods - Animals, Experiment 2
BMDM 诱导与处理
m-CSF 浓度 (20 ng/mL) 、分化时间 (6 天) 、PdMb 处理浓度 (100 µg/mL) 和时间 (48 小时) 、CPT22 处理浓度 (10 µM) 、M1 极化诱导条件 (IFN-γ 20 ng/mL + LPS 100 ng/mL, 24 小时)
阅读提示:Methods - Extraction of bone marrow-derived macrophages (BMDMs) 和 Cell culture and treatment
CD8+T 细胞分离与培养
分选试剂盒 (CD8 T cell isolation kit) 、IL-2 浓度 (10 ng/mL) 、β-巯基乙醇浓度 (50 µM) 、抗 CD28 抗体浓度、培养时间 (3-5 天)
阅读提示:Methods - Isolation and culture of primary CD8+T cells
体外共培养实验
CD8+T 细胞与 BMDM 条件培养基的培养时间 (24 小时) 、条件培养基的制备 (PdMb 处理 BMDM 48 小时)
阅读提示:Methods - Cell culture and treatment
流式细胞术
抗体面板 (CD3, CD8, GZMB, IFN-γ, CXCR3, F4/80, CD11b, CD86, CD206, CXCL9) 、破膜/固定处理 (GZMB, CXCL9) 、细胞刺激条件 (Cell Stimulation Cocktail, 37°C 4 小时)
阅读提示:Methods - Flow cytometry