IL-17A促进非小细胞肺癌肿瘤发生并上调PD-L1表达

IL-17A promotes tumorigenesis and upregulates PD-L1 expression in non-small cell lung cancer.

作者信息Hua Liao, Xiaodan Chang, Lin Gao, Cuiping Ye, Yujie Qiao, Lingyan Xie, Jie Lin, Shaoxi Cai, Hangming Dong
PMID37978543
发布时间2023-11-17
DOI10.1186/s12967-023-04365-3

实验完整度

高

包含患者组织样本IHC、体外细胞功能实验、T细胞杀伤实验、机制研究(Western blot、免疫荧光、ROS检测)及体内小鼠皮下肿瘤模型,具备多层级验证。

主要模型

A549人肺腺癌细胞系 SPC-A-1人肺腺癌细胞系 LLC小鼠肺癌细胞系皮下移植瘤模型 NSCLC患者肿瘤组织

重点核对

IL-17A在A549和SPC-A-1中的敲低和过表达构建(慢病毒转染,MOI=10) T细胞杀伤实验中Jurkat T细胞的激活(CD3/CD28激活剂,25 µL/mL)及共培养比例(1×10^5肿瘤细胞:5×10^5 T细胞) 自噬干预条件:饥饿、3-MA(10 mM)、Baf A1(1 nM)、雷帕霉素(20 nM)处理24小时 小鼠肿瘤模型分组及给药剂量:PBS、抗IL-17A(100 µg/只)、抗PD-L1(200 µg/只)、联合组每3天腹腔注射 患者样本IL-17A表达与PD-L1相关性分析(r=0.6121,p<0.0001)

摘要

背景:肿瘤微环境在非小细胞肺癌(NSCLC)的发展中起关键作用,并影响免疫治疗的有效反应。促炎因子白细胞介素-17A介导肿瘤微环境中重要的免疫反应。本研究探讨了IL-17A在NSCLC中的潜在作用和机制。方法:我们通过免疫组化(IHC)检测了39例NSCLC患者中的IL-17A,其表达与程序性死亡配体1(PD-L1)相关。构建了A549和SPC-A-1细胞模型中IL-17A敲低和过表达。通过伤口愈合、迁移、侵袭、平板集落形成和T细胞杀伤实验体外检测IL-17A的功能。通过Western blot、免疫荧光和IHC研究IL-17A对A549和SPC-A-1自噬的调节作用。检测了IL-17A对ROS/Nrf2/p62信号通路的影响。建立皮下肿瘤模型以检测IL-17A体内的促肿瘤作用及其对免疫治疗的影响。结果:我们发现IL-17A在NSCLC肿瘤组织中普遍表达,并与PD-L1表达呈正相关(r = 0.6121,p < 0.0001)。体外,IL-17A促进肺癌细胞迁移、侵袭和集落形成能力。此外,IL-17A上调NSCLC细胞中N-cadherin、Twist和Snail,下调E-cadherin。IL-17A在T细胞杀伤实验中增强细胞存活。机制上,IL-17A诱导ROS产生并增加Nrf2和p62表达,从而抑制自噬并减少PD-L1降解。体内实验,单独抗IL-17A单克隆抗体减缓小鼠皮下肿瘤的生长。与抗PD-L1单克隆抗体联合使用时,肿瘤组织中PD-L1表达降低,治疗效果减弱。结论:我们发现IL-17A通过ROS/Nrf2/p62通路抑制自噬,导致癌细胞中PD-L1表达升高,从而促进NSCLC进展。调节IL-17A可能影响免疫治疗的疗效。

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
IL-17A在非小细胞肺癌中如何发挥促肿瘤作用,其是否通过调节自噬影响PD-L1表达及免疫治疗疗效?
核心机制
IL-17A诱导ROS产生,激活Nrf2并导致p62积累,从而阻断自噬,减少PD-L1的降解,使PD-L1表达升高,促进肿瘤免疫逃逸。
主要证据
体外实验显示IL-17A促进细胞迁移、侵袭和集落形成,上调PD-L1表达并降低T细胞杀伤;体内实验中,抗IL-17A单独治疗减缓肿瘤生长,但联合抗PD-L1治疗因PD-L1降低而减弱疗效。
研究意义
研究发现IL-17A通过ROS/Nrf2/p62通路抑制自噬,上调PD-L1,提示靶向IL-17A可能改善免疫治疗疗效,但联合用药需谨慎。

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

临床样本IL-17A表达检测及相关性分析

检测NSCLC患者肿瘤和癌旁组织中IL-17A表达,并分析其与PD-L1表达的相关性。

对39例NSCLC患者的肿瘤组织和癌旁组织进行IHC染色,检测IL-17A、LC3、p62表达,并分析IL-17A与PD-L1表达的相关性。

2

构建IL-17A敲低和过表达细胞系

建立IL-17A表达水平不同的NSCLC细胞模型,用于后续功能研究。

使用慢病毒转染A549和SPC-A-1细胞,构建IL-17A敲低、过表达和对照细胞系,并通过嘌呤霉素筛选稳定转染细胞。

3

验证IL-17A对细胞功能的影响

检测IL-17A对NSCLC细胞增殖、迁移、侵袭和EMT的影响。

通过伤口愈合实验、Transwell迁移和侵袭实验、平板集落形成实验检测细胞功能,并用Western blot和免疫荧光检测EMT标志物表达。

4

验证IL-17A对自噬和PD-L1表达的影响

明确IL-17A是否通过抑制自噬导致PD-L1表达升高。

通过Western blot检测自噬相关蛋白LC3B-II和p62水平,并用自噬抑制剂(3-MA、Baf A1)和激活剂(饥饿、雷帕霉素)处理细胞,检测PD-L1表达变化。

5

探索IL-17A调控自噬的机制

研究IL-17A是否通过ROS/Nrf2/p62通路影响自噬。

检测细胞内ROS水平(DHE和H2O2),Western blot检测Nrf2和p62表达,免疫荧光观察Nrf2亚细胞定位,并用抗氧化剂NAC处理细胞。

6

体内验证IL-17A阻断对肿瘤生长和免疫治疗的影响

验证阻断IL-17A对肿瘤生长的作用及其对PD-L1抗体治疗效果的影响。

建立LLC皮下移植瘤模型,分别用PBS、抗IL-17A、抗PD-L1及联合治疗处理,监测肿瘤体积和重量,IHC检测肿瘤组织中PD-L1、p62、Nrf2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
RPMI-1640培养基Gibco--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清NEWZERU--
青霉素-链霉素Gibco--
嘌呤霉素----
immunoCult™人CD3/CD28 T细胞激活剂STEMCELL TECHNOLOGIES10971
ImmunoCult™-XF T细胞扩增培养基STEMCELL TECHNOLOGIES10981
DAPI----
二氢乙锭BeyotimeS0063
过氧化氢检测试剂盒BeyotimeS0063
RIPA裂解液----
PVDF膜Merck millipore--
Odyssey红外成像系统LICOR--
基质胶Corning356234
TRIzol试剂vazymeR411-01/02
HiScript III一步法逆转录预混液vazymeR333
Taq Pro通用SYBR qPCR预混液vazymeQ712-02
抗IL-17A抗体BioxcellBE0173
抗PD-L1抗体BioxcellBE0101
PD-L1抗体Proteintech66248-1
p62抗体BimakeA5180
LC3抗体Proteintech14600-1
Nrf2抗体Proteintech16396-1
二抗abcamab150077
二抗ProteintechSA00013-4
IL-17A抗体abcamab79056
p62抗体BimakeA5180
LC3抗体Proteintech14600-1
Nrf2抗体Proteintech16396-1
CD4抗体abcamab288724
CD8抗体abcamab245118
内源性过氧化物酶阻断剂ZSGB-BIOPV-9001
奥林巴斯BX63显微镜Olympus--
Image Pro Plus 6.0软件----
Image J软件----
GraphPad Prism 9软件GraphPad--

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
临床样本分析
患者样本量(39例)、抽样时间(2020年10月-2021年8月)、排除标准(无感染和自身免疫疾病)
阅读提示:Patient samples 部分和 Figure 1
细胞模型
细胞系(A549、SPC-A-1)、慢病毒转染MOI=10、筛选浓度1 ng/ml嘌呤霉素
阅读提示:Materials and methods 中的 Cell culture
细胞功能实验
伤口愈合实验划痕后培养时间(48h)、Transwell迁移和侵袭细胞密度(5×10^5/ml)、集落形成细胞数(1000/孔)
阅读提示:Materials and methods 中的 Wound healing assay、Migration and invasion assay、Plate colony formation assay
自噬干预
自噬抑制剂(3-MA 10mM,Baf A1 1nM)、自噬激活剂(饥饿、雷帕霉素20nM)处理时间(24h)
阅读提示:Materials and methods 的相关部分和 Figure 3E
T细胞杀伤实验
Jurkat T细胞激活(CD3/CD28激活剂25 µL/mL,3天)、共培养比例(1×10^5肿瘤细胞和5×10^5T细胞,48小时)
阅读提示:Materials and methods 中的 T cell killing assay
小鼠模型
小鼠品系、性别、年龄(C57BL/6,雄性,4-5周)、接种细胞数(1×10^6 LLC)、分组及给药剂量、给药周期
阅读提示:Materials and methods 中的 Mouse models of subcutaneous tumor