黄芪甲苷IV通过重塑肿瘤微环境增强抗PD-1疗法抑制肺癌肿瘤生长

Astragaloside IV augments anti-PD-1 therapy to suppress tumor growth in lung cancer by remodeling the tumor microenvironment.

作者信息Tao Wu, Shikui Wu, Hui Gao, Haolei Liu, Jun Feng, Ge Yin
PMID39440587
发布时间2024-10-23
DOI10.4081/ejh.2024.4098

实验完整度

包含细胞系体外培养、小鼠皮下移植瘤模型、免疫荧光、TUNEL和Western blot等实验,验证了联合治疗的抗肿瘤效果及部分机制,但缺乏独立机制验证。

主要模型

Lewis肺癌(LLC)细胞系 C57BL/6J小鼠皮下移植瘤模型

重点核对

LLC细胞接种量:5×10^6细胞/只 抗mPD-1剂量:10 mg/kg,腹腔注射,每周两次 AS-IV剂量:40 mg/kg,每三天一次 治疗周期:3周 肿瘤体积计算:长度×宽度×宽度×0.5

摘要

程序性细胞死亡蛋白-1(PD-1)抑制剂越来越多地用于肺癌(LC)的治疗。联合治疗近年来在治疗LC中受到青睐。本研究旨在评估黄芪甲苷IV(AS-IV)与抗PD-1联合治疗LC的疗效。将C57BL/6J小鼠皮下注射Lewis肺癌(LLC)细胞。3周后处死动物,收获肿瘤进行分析。采用Ki-67免疫标记和TUNEL检测评估肿瘤组织中的细胞增殖和凋亡。此外,使用抗cleaved caspase 3对凋亡细胞进行免疫标记。还通过免疫荧光染色研究了肿瘤组织中的免疫细胞浸润(巨噬细胞和T细胞)和基因表达。与单独使用抗PD-1或AS-IV治疗相比,AS-IV和抗PD-1联合治疗显著减少了LLC荷瘤小鼠的肿瘤体积和重量。此外,与单药治疗组相比,联合治疗通过失活PI3K/Akt和ERK信号通路,强烈诱导了肿瘤组织的凋亡并抑制了增殖。此外,联合治疗提高了M1巨噬细胞标志物mCD86的水平,降低了M2巨噬细胞标志物mCD206的水平,并上调了肿瘤组织中T细胞活化标志物mCD69的水平。总之,联合治疗通过促进M1巨噬细胞极化和T细胞活化,有效抑制了LLC小鼠的肿瘤生长。这些发现表明,将AS-IV与抗PD-1治疗联合可能是治疗LC的一种有前景的治疗方法。

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
黄芪甲苷IV联合抗PD-1治疗是否能增强肺癌的抗肿瘤效果,并明确其潜在机制?
核心机制
联合治疗通过促进巨噬细胞从M2向M1极化、促进T细胞活化,以及抑制PI3K/Akt和ERK信号通路,从而增强抗肿瘤免疫应答。
主要证据
在LLC小鼠模型中,联合治疗显著降低肿瘤体积和重量,增加TUNEL阳性细胞和cleaved caspase 3表达,降低Ki-67阳性细胞,上调mCD86、mCD3、mCD69表达,下调mCD206表达,并降低p-PI3K、p-Akt和p-ERK水平(通过免疫荧光和Western blot验证)。
研究意义
该研究首次证明AS-IV与抗PD-1联合治疗在LLC小鼠中具有抗肿瘤作用,为肺癌治疗提供了一种有前景的新方法。

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LLC皮下移植瘤模型

建立肺癌小鼠模型,用于评估联合治疗的抗肿瘤效果。

将LLC细胞皮下注射到C57BL/6J小鼠左侧腹,随机分为对照组、抗mPD-1组、AS-IV组和联合组,治疗3周后处死动物。

2

评估肿瘤生长和增殖/凋亡

检测联合治疗对肿瘤体积、重量、细胞增殖和凋亡的影响。

测量肿瘤体积和重量,使用Ki-67免疫荧光染色评估增殖,TUNEL染色评估凋亡。

3

分析免疫细胞浸润和极化

评估联合治疗对肿瘤微环境中巨噬细胞极化和T细胞活化的影响。

使用免疫荧光染色检测肿瘤和脾脏组织中mCD86、mCD206、mCD3和mCD69的表达。

4

检测信号通路蛋白表达

探究联合治疗对PI3K/Akt和ERK信号通路的影响。

通过Western blot检测肿瘤组织中p-PI3K、PI3K、p-Akt、Akt、p-ERK1/2和ERK1/2的表达。

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。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
验证免疫效应
验证机制链路

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
抗小鼠PD-1抗体----
黄芪甲苷IVMCE--
抗Ki-67抗体Abcamab15580
抗cleaved caspase 3抗体Proteintech25128-1-AP
抗caspase 3抗体Abcamab32351
抗mCD86抗体Proteintech13395-1-AP
抗mCD206抗体Proteintech18704-1-AP
抗mCD3抗体Proteintech17617-1-AP
抗mCD69抗体Proteintech10803-1-AP
DAPI----
荧光标记二抗Abcamab150077, ab150079
荧光显微镜NikonEclipse Ci-L
TUNEL试剂Boster Biological Technology--
PVDF膜Millipore--
抗p-PI3K抗体Affinity Biotech#AF3241
抗PI3K抗体Affinity#AF6241
抗p-Akt抗体Affinity#AF0016
抗Akt抗体Proteintech60203-2-Ig
抗p-ERK1/2抗体Abcamab201015
抗ERK1/2抗体Abcamab184699
抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig

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
LLC细胞系来源和培养条件(DMEM、10%FBS、1%青霉素-链霉素、37°C、5% CO2)
阅读提示:详见Materials and Methods - Cell culture
动物模型建立
小鼠品系、性别、年龄、LLC细胞接种量(5×10^6)和接种部位(左 flank)
阅读提示:详见Materials and Methods - Animal study
药物处理
抗mPD-1剂量(10 mg/kg,腹腔注射,每周两次)和AS-IV剂量(40 mg/kg,每三天一次)
阅读提示:详见Materials and Methods - Animal study
肿瘤测量
肿瘤体积计算方式(长度×宽度×宽度×0.5),测量频率(每3天)
阅读提示:详见Materials and Methods - Animal study
免疫荧光染色
组织固定(4%多聚甲醛,4°C,24小时)、切片厚度(4µm)、一抗稀释度和孵育条件(4°C过夜)
阅读提示:详见Materials and Methods - Immunofluorescence staining assay
TUNEL染色
TUNEL试剂盒品牌、孵育条件(37°C避光1.5小时)、阳性细胞计数方法(随机三个视野)
阅读提示:详见Materials and Methods - TUNEL staining assay
Western blot
蛋白上样量(30 μg/泳道)、SDS-PAGE浓度(10%)、一抗稀释度和孵育条件(4°C过夜)
阅读提示:详见Materials and Methods - Western blot assay
统计分析
统计方法(One-way ANOVA with Tukey's test)、重复次数(至少三次)、显著性水平(p<0.05)
阅读提示:详见Materials and Methods - Statistical analysis