RNF8通过基质中半乳糖凝集素-3的泛素化增强黑色素瘤对PD-L1抑制剂的敏感性

RNF8 enhances the sensitivity of PD-L1 inhibitor against melanoma through ubiquitination of galectin-3 in stroma.

作者信息Yanan Guo, Rong Shen, Keren Yang, Yutong Wang, Haoyun Song, Xiangwen Liu, Xin Cheng, Rile Wu, Yanfeng Song, Degui Wang
PMID37391451
发布时间2023-06-30
DOI10.1038/s41420-023-01500-3

实验完整度

包含体外泛素化实验、细胞模型、RNF8敲除小鼠模型、CyTOF免疫分析及联合治疗体内实验,功能与机制验证较完整。

主要模型

RNF8基因敲除小鼠(RNF8−/−) B16F10黑色素瘤细胞皮下移植瘤模型 A375和293T细胞系

重点核对

宿主小鼠RNF8基因型(RNF8+/+ vs RNF8−/−) B16F10细胞皮下注射剂量(5×10^6) gal-3抑制剂LacNAc(LAC)给药剂量(0.1 μmol/肿瘤,瘤内注射) PD-L1抑制剂给药剂量(1 μmol/小鼠,腹腔注射) 实验重复数(n=3或n=6)

摘要

黑色素瘤免疫治疗的失败可由肿瘤微环境(TME)中的免疫抑制和效应T细胞对肿瘤的激活不足所介导。在此,我们表明抑制半乳糖凝集素-3(gal-3)可增强TME中T细胞的浸润,并提高抗PD-L1治疗的敏感性。我们确定RNF8通过K48-多聚泛素化下调gal-3的表达,并通过泛素-蛋白酶体系统促进gal-3降解。宿主中RNF8缺陷但植入的黑色素瘤中RNF8充足,导致免疫排斥和肿瘤进展,这是由于gal-3的上调。gal-3的上调通过限制IL-12和IFN-γ减少了免疫细胞浸润。抑制gal-3可逆转免疫抑制并诱导肿瘤微环境中的免疫细胞浸润。此外,gal-3抑制剂治疗可通过增加免疫细胞浸润和增强肿瘤中的免疫反应来提高PD-L1抑制剂的敏感性。本研究揭示了RNF8先前未被认识的免疫调节功能,并为“冷”肿瘤的治疗提供了一种有前景的策略。通过促进免疫细胞浸润与抗PD-L1治疗相结合,可实现黑色素瘤治疗的巨大效果。

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
RNF8在肿瘤基质中如何通过调节gal-3影响黑色素瘤的免疫微环境和PD-L1抑制剂的敏感性?
核心机制
RNF8通过K48连接的泛素化促进gal-3降解,gal-3上调通过结合IL-12和IFN-γ限制免疫细胞浸润,导致免疫排斥和肿瘤进展。
主要证据
RNF8缺陷小鼠中gal-3表达升高,免疫细胞浸润减少;体外实验证明gal-3与IL-12和IFN-γ结合;抑制gal-3可恢复细胞因子和免疫细胞浸润,并增强PD-L1抑制剂疗效。
研究意义
本研究揭示了RNF8的免疫调节新功能,并提出了靶向gal-3联合免疫检查点抑制可能为黑色素瘤免疫治疗提供潜在策略。

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

RNF8缺失对肿瘤进展和免疫浸润的影响

评估基质中RNF8缺失对黑色素瘤生长和肿瘤微环境中免疫细胞浸润的影响。

将B16F10细胞皮下注射到RNF8+/+和RNF8−/−小鼠,比较肿瘤生长、HE染色淋巴细胞数量及CyTOF分析免疫细胞亚群。

2

细胞因子IL-12和IFN-γ的表达和分布

检测RNF8缺失对肿瘤中IL-12和IFN-γ表达及分布的影响。

通过Western blot和免疫组化检测肿瘤中心和边缘的IL-12、IFN-γ、CXCL-9、CXCL-10表达。

3

gal-3与细胞因子的相互作用

验证gal-3是否结合IL-12和IFN-γ。

将重组人gal-3包被磁珠,与IL-12或IFN-γ孵育,加入乳糖或LacNAc后检测上清中细胞因子含量。

4

RNF8对gal-3表达的调控

确定RNF8是否负调控gal-3表达。

在293T和A375细胞中敲低或过表达RNF8,检测gal-3蛋白水平,并通过免疫荧光和Co-IP验证相互作用。

5

RNF8介导的gal-3泛素化降解

阐明RNF8是否通过K48泛素化促进gal-3降解。

使用CHX追踪实验、MG132处理、泛素化检测,构建K176R突变体,检测K48和K63泛素化水平。

6

抑制gal-3对肿瘤微环境的重塑

评估gal-3抑制剂LAC对免疫细胞浸润和肿瘤生长的影响。

向RNF8+/+和RNF8−/−小鼠的肿瘤内注射LAC或DMSO,检测肿瘤生长、免疫细胞浸润和细胞因子水平。

7

gal-3抑制联合PD-L1抑制剂治疗

评估gal-3抑制联合PD-L1抑制剂对黑色素瘤的治疗效果。

对荷瘤小鼠分别给予PD-L1抑制剂、LAC或联合治疗,比较肿瘤生长、细胞增殖和免疫细胞浸润。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基HyCloneSH30022.01
胎牛血清Gibco10100147C
青霉素/链霉素SolarbioP1400
1640培养基CytivaSH30809.01
Lipofectamine 3000InvitrogenL3000001
LacNAcFuShenFS0234
PD-L1抑制剂1AbMoleM8959
小鼠细胞内细胞因子I panel试剂盒Fluidigm--
肿瘤浸润组织淋巴细胞分离液SolarbioP9000
EQ四元素校准微球Fluidigm--
RNF8抗体Proteintech14112-1-AP
β-微管蛋白抗体AffinityT0023
CD3抗体AffinityDF6594
IL-12抗体AffinityAF5133
IFN-γ抗体AffinityDF6045
CXCL-9抗体AffinityDF9920
CXCL-10抗体AffinityDF6417
半乳糖凝集素-3抗体Proteintech14979-1-AP
HIF-1α抗体Proteintech66730-1-Ig
p-IκBα抗体Abcamab133462
NF-κB抗体Abcamab16502
磷酸化NF-κB抗体Santacruzesc-101752
PCNA抗体Proteintech60097-1-Ig
Flag抗体Proteintech20543-1-AP
HA抗体Proteintech66006-2-Ig
His抗体Proteintech66005-1-Ig
泛素抗体CST91112S
K48抗体CST12805
K63抗体CST5621S
抗小鼠二抗ProteintechSA00001-1
抗兔二抗ProteintechSA00001-2
BeaverBeads蛋白A免疫沉淀试剂盒BeaverBeads22202-20
MG132MCEHY-13259
EpoxomicinMCEHY-13821
PR-619MCEHY-13814
Dynabeads M-280链霉亲和素磁珠Invitrogen11-205-D
重组人gal-3sinobiological10289-H08H1
乳糖SolarbioL8911
重组IFN-γsinobiological11725-HNAS
重组IL-12sinobiological10052-H02H
IFN-γ ELISA试剂盒JiangLaiJL12152
IL-12 ELISA试剂盒JiangLaiJL29081

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、A549、B16F10、293T)的来源和培养条件(培养基、FBS浓度、抗生素)
阅读提示:Materials and methods: Cells lines and cells culture
动物模型
小鼠品系(RNF8−/−和RNF8+/+),年龄(3月龄),性别(雄性),B16F10细胞注射剂量和途径
阅读提示:Materials and methods: Animals, Mouse xenograft tumor models
药物处理
LacNAc和PD-L1抑制剂的剂量、给药途径(瘤内/腹腔)、给药频率和开始时间
阅读提示:Materials and methods: Mouse xenograft tumor models, Figure legends
质谱流式
CyTOF抗体panel、细胞数量、数据分析软件和参数(t-SNE、SPADE)
阅读提示:Materials and methods: Mass cytometry, t-SNE analysis, SPADE analysis
泛素化检测
CHX浓度、MG132浓度和处理时间、泛素化检测方法(IP和western blot)
阅读提示:Materials and methods: Co-immunoprecipitation, Figure 5