辛德比斯病毒在粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子辅助下对肝细胞癌的溶瘤活性

Oncolytic Activity of Sindbis Virus with the Help of GM-CSF in Hepatocellular Carcinoma.

作者信息Xiangwei Shi, Kangyixin Sun, Li Li, Jingwen Xian, Ping Wang, Fan Jia, Fuqiang Xu
PMID39000311
发布时间2024-06-29
DOI10.3390/ijms25137195

实验完整度

高

包含体外细胞感染与杀伤实验、体内皮下移植瘤模型治疗、单细胞RNA测序分析肿瘤微环境,并进行了功能验证和机制探讨。

主要模型

Hep3B肝癌细胞系 Hep3B-Luc皮下异种移植瘤裸鼠模型 Huh-7、HepG2肝癌细胞系 BHK-21细胞系

重点核对

病毒构建:nsP1蛋白G285S突变,插入GM-CSF基因(GenBank: NM_009969) 体外感染:MOI=1,感染后24小时观察荧光,48小时检测细胞活力 体内治疗:5×10^6 PFU病毒瘤内注射,三次,隔日一次,15天后IVIS成像 单细胞RNA测序:每组3只小鼠肿瘤组织混合,BD Rhapsody平台,Illumina NovaSeq 6000测序

摘要

肝细胞癌是一种难治性肿瘤,预后差,死亡率高。目前正在研究许多溶瘤病毒用于治疗肝细胞癌。基于先前的研究,我们构建了一种携带GM-CSF的重组辛德比斯病毒,命名为SINV-GM-CSF,该病毒在病毒载体的nsp1蛋白第285位氨基酸处包含一个突变(G到S)。该突变载体用于肝癌治疗的潜力在细胞水平和体内分别得到验证,并描述了治疗后肿瘤微环境的变化。结果表明,辛德比斯病毒能有效感染肝细胞癌细胞系并诱导细胞死亡。此外,GM-CSF的加入增强了辛德比斯病毒的肿瘤杀伤效果,并增加了治疗过程中肿瘤内微环境中免疫细胞的数量。特别是,SINV-GM-CSF通过调节M1型巨噬细胞(具有抗肿瘤能力)的升高和M2型巨噬细胞(具有促肿瘤能力)的降低,能够有效杀死肝细胞癌小鼠肿瘤模型中的肿瘤。总的来说,SINV-GM-CSF是一种有吸引力的载体平台,具有作为安全有效的溶瘤病毒的临床潜力。

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
评估携带GM-CSF的辛德比斯病毒突变体(SINV-GM-CSF)对肝细胞癌的治疗效果及其对肿瘤微环境的影响。
核心机制
SINV-GM-CSF通过诱导M1型巨噬细胞比例升高和M2型巨噬细胞比例降低,并增加肿瘤内免疫细胞浸润,从而增强抗肿瘤免疫反应。
主要证据
体外实验显示SINV选择性感染并杀伤肝癌细胞;体内异种移植瘤模型中SINV-GM-CSF抑制肿瘤生长;单细胞RNA测序显示治疗后肿瘤内免疫细胞增加,M1/M2巨噬细胞比例改变。
研究意义
SINV-GM-CSF突变体作为可复制的溶瘤病毒具有临床潜力,为辛德比斯病毒及其他甲病毒属病毒治疗肝细胞癌提供基础。

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

构建重组病毒

构建携带GM-CSF的辛德比斯病毒载体,并验证其稳定表达外源基因的能力。

使用先前构建的pSINV、pSINV-EGFP和pSINV-GM-CSF质粒,其nsP1基因包含G285S突变。将EGFP(GenBank: OQ870305)和GM-CSF(GenBank: NM_009969)基因插入ApaI和NotI位点,经DNA测序验证。

2

体外感染与细胞活力检测

评估SINV对肝细胞癌细胞的选择性感染和杀伤能力。

用SINV-EGFP感染BHK-21、Hep3B、Huh-7、HepG2、LX-2和C2C12细胞,观察荧光和细胞病变效应;用MTT法检测48小时后的细胞活力。

3

病毒复制和GM-CSF表达验证

验证SINV-GM-CSF在肿瘤细胞中有效复制和表达GM-CSF蛋白。

用SINV-WT和SINV-GM-CSF感染BHK-21和Hep3B细胞,绘制一步生长曲线;通过免疫荧光和Western blot检测GM-CSF表达。

4

体内抗肿瘤效果评估

评估SINV-GM-CSF在皮下异种移植瘤模型中的肿瘤抑制效果。

将Hep3B-Luc细胞皮下接种到Nu/Nu裸鼠,分为PBS、SINV-WT、SINV-GM-CSF组,瘤内注射治疗,15天后IVIS成像和H&E染色。

5

肿瘤微环境免疫细胞分析

分析治疗后肿瘤组织中免疫细胞组成及巨噬细胞亚型的变化。

对治疗组和对照组的肿瘤组织进行单细胞RNA测序,分析免疫细胞比例和巨噬细胞M1/M2分型。

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
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
验证免疫效应

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Thermo Fisher11965092
胎牛血清Thermo Fisher10099158
青霉素-链霉素Thermo Fisher15140122
MEM培养基Thermo Fisher11095080
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher11668030
MTT检测试剂盒BeyotimeC0009S
GM-CSF多克隆抗体Abcamab300495
LDLR抗体Proteintech66414-1-Ig
LAMR1多克隆抗体Proteintech67324-1-Ig
GAPDH单克隆抗体Proteintech60004-1-Ig
D-荧光素钾盐Yeasen40902ES02
MycAwayTM Plus-Color一步法支原体检测试剂盒Yeasen40612ES25
BD Rhapsody单细胞分析系统BD Biosciences--
Illumina NovaSeq 6000测序仪Illumina--

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
体外感染与细胞活力
细胞系(Hep3B、Huh-7、HepG2)以及MOI=1,感染后48小时检测细胞活力
阅读提示:见Materials and Methods 4.3节,Figure 1图注
病毒复制和GM-CSF表达
MOI=0.1和1,感染后观察时间点,一步生长曲线方法
阅读提示:见Materials and Methods 4.2节,Figure 2图注
体内治疗
Hep3B-Luc细胞接种数量、小鼠品系(Nu/Nu)、注射剂量(5×10^6 PFU)、给药方式和次数
阅读提示:见Materials and Methods 4.5节,Figure 3图注
单细胞RNA测序
每组小鼠数量(n=3),肿瘤组织混合方法,测序平台和分析参数
阅读提示:见Materials and Methods 4.7节,Figure 4图注