肿瘤相关巨噬细胞来源的衣康酸通过TET2促进免疫逃逸从而促进鼻咽癌进展

Tumor-associated macrophage-derived itaconic acid contributes to nasopharyngeal carcinoma progression by promoting immune escape via TET2.

作者信息Xiaowei Zhang, Shen'er Qian, Ping'an Wu, Benquan Yu, Danhui Yin, Xia Peng, Shisheng Li, Zian Xiao, Zuozhong Xie
PMID39192276
发布时间2024-08-27
DOI10.1186/s12964-024-01799-0

实验完整度

包含体外细胞共培养、siRNA敲低、T细胞杀伤实验、动物模型(人源化小鼠和裸鼠)、免疫荧光和免疫组化等多层级验证。

主要模型

THP-1单核细胞来源的巨噬细胞 HK-1和HNE2鼻咽癌细胞系 CD34+造血干细胞人源化小鼠(huHSC-NCG) BALB/c裸鼠

重点核对

M2型巨噬细胞极化通过IL-4和IL-13诱导,浓度均为20 ng/mL ITA处理浓度:125 µM(体外)和50 mg/kg(体内) si-IRG1和si-TET2敲低效率验证 CD8+ T细胞杀伤实验使用OT-I小鼠来源的T细胞和SIINFEKL肽 动物实验分组:ITA、抗PD-L1抗体及其联合

摘要

鼻咽癌(NPC)是头颈部上皮来源的恶性肿瘤,在中国南方、东南亚和北非发病率高。干预肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)介导的免疫抑制是抗肿瘤转移的潜在治疗策略,但TAM介导的鼻咽癌免疫抑制的确切机制尚不清楚。此外,TAM如何通过代谢影响鼻咽癌的发生发展很少涉及。在本研究中,我们揭示NPC细胞促进M2型巨噬细胞极化和衣康酸(ITA)释放增加。同时,TAM通过免疫应答基因1(IRG1)催化的ITA产生促进NPC细胞增殖、迁移和侵袭。然后,TAM中IRG1介导的ITA产生抑制CD8+T细胞的杀伤,诱导TAM的M2型极化,并减少TAM的吞噬作用。此外,我们证明ITA通过结合并抑制ten-eleven translocation-2(TET2)表达发挥肿瘤免疫抑制作用。最后,我们证明ITA通过促进CD34+造血干细胞人源化小鼠的免疫逃逸来促进NPC生长。总之,TAM来源的ITA通过靶向TET2增强免疫逃逸促进NPC进展,提示干扰ITA代谢途径可能是NPC治疗的潜在策略。

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
TAM来源的ITA是否通过免疫逃逸促进鼻咽癌进展及其具体机制
核心机制
TAM中IRG1催化的ITA产生通过结合并抑制TET2表达,从而抑制CD8+ T细胞杀伤、促进M2型TAM极化并减少吞噬作用,介导免疫逃逸,促进NPC进展
主要证据
体外共培养显示NPC细胞诱导M2极化和ITA释放;si-IRG1敲低逆转TAM对NPC细胞恶性行为的促进作用,并恢复T细胞杀伤和TAM吞噬;体内人源化小鼠实验显示ITA促进肿瘤生长并减少CD8+ T细胞浸润
研究意义
干扰ITA产生的代谢途径可能是鼻咽癌治疗的潜在策略

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

诱导M2型巨噬细胞极化并检测ITA释放

验证鼻咽癌细胞是否影响巨噬细胞极化和ITA产生

将THP-1来源的M0型巨噬细胞与HK-1或NEC细胞共培养48小时,或单独用IL-4/IL-13刺激;通过流式检测CD206表达,Western blot检测CD206和Arg-1,ELISA检测IL-6、IL-10和VEGF,GC-MS检测ITA浓度

2

验证IRG1在TAM促进NPC恶性行为中的作用

确定TAM中IRG1介导的ITA产生是否影响NPC细胞增殖、迁移和侵袭

用si-IRG1敲低THP-1细胞中IRG1,与HK-1或HNE2细胞共培养,进行CCK-8、克隆形成、划痕和Transwell侵袭实验;加入外源性ITA观察表型逆转

3

检测IRG1介导的ITA对TAM极化和吞噬的影响

探究IRG1/ITA对TAM功能(M2极化和吞噬)的调控

将敲低IRG1的TAM与HK-1或HNE2细胞共培养,流式检测CD206+比例,ELISA检测细胞因子,用MitoTracker Deep Red标记的NPC细胞检测吞噬功能

4

评估IRG1/ITA对CD8+ T细胞杀伤的影响

验证TAM中IRG1介导的ITA是否抑制CD8+ T细胞对NPC细胞的杀伤

从OT-I小鼠脾脏分离CD8+ T细胞,与表达SIINFEKL的NPC细胞共培养,用不同条件培养基处理;检测细胞凋亡、荧光素酶活性和IFN-γ释放

5

体内验证ITA促进免疫逃逸

在动物模型中确认ITA是否通过免疫逃逸促进NPC生长

将HK-1细胞植入人源化小鼠或裸鼠,给予ITA和/或抗PD-L1抗体,测量肿瘤体积;通过免疫荧光检测M2型TAM浸润,免疫组化检测CD8表达

6

验证ITA通过TET2发挥免疫抑制作用

探索ITA是否通过抑制TET2实现免疫抑制功能

用不同浓度ITA处理M0型巨噬细胞检测5hmC水平;敲低TET2后检测M2极化、细胞因子、吞噬和T细胞杀伤功能

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Thermo--
RPMI-1640培养基Sigma--
胎牛血清Thermo--
青霉素-链霉素Pricella--
β-巯基乙醇Sigma--
佛波酯Sigma--
白细胞介素-4Sigma--
白细胞介素-13Sigma--
HiPerFect转染试剂Qiagen--
Opti-MEM无血清培养基----
Transwell系统Corning3450
衣康酸Abmole--
CD206 APC抗体Biolegend141714
Annexin V-FITC和碘化丙啶BeyotimeC1062L
RIPA裂解液BeyotimeP0013C
BCA试剂盒--23227
CD206抗体Fine BiotechFNab09812
Arg-1抗体BosterPA1783
IRG1抗体Cell Signaling Technology17805S
β-肌动蛋白抗体Fine BiotechFNab00869
TET2抗体Biorbytorb537560
ECL化学发光试剂盒Tanon--
IL-6 ELISA试剂盒Thermo Fisher ScientificEH2IL6
IL-10 ELISA试剂盒Sino BiologicalKIT10947A
VEGF ELISA试剂盒Sino BiologicalSEK10008
IFN-γ ELISA试剂盒MyBioSource.comMBS262163
安捷伦7890A气相色谱仪Agilent Technologies--
Trizol试剂Ambion15596-026
Primescript™逆转录试剂盒TakaraRR047A
TB Green® Premix Ex Taq™ IITakaraRR820A
结晶紫Solarbio--
基质胶BD Biosciences--
EasySep™小鼠CD8+ T细胞分选试剂盒STEMCELL19853
CD3抗体BioxcellBE0001-1
CD28抗体BioxcellBE0015-1
白细胞介素-2R&D Systems402-ML-020
SIINFEKL肽MCEHY-P1489
pHIV-luc-zsgreen质粒Addgene39196
psPAX2质粒Addgene12260
pMD2.G质粒Addgene12259
D-荧光素Sigma--
抗PD-L1抗体BioxcellBE0146
同型对照BioxcellBE0089
F4/80抗体Fine BiotechFNab02922
CD163抗体EpiGentekA72933
DAPI染色液Beyotime--
CD8抗体LSBioLS-C414175
基因组DNA纯化试剂盒ThermoK0512
5hmC抗体Active Motif39769

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
细胞培养与极化
细胞系来源和培养条件;PMA浓度和诱导时间;IL-4和IL-13浓度和刺激时间
阅读提示:Methods and materials: Cell culture, Mφ polarization
共培养体系
Transwell孔径;NPC细胞和巨噬细胞的数量;共培养时间
阅读提示:Methods and materials: Cell co-culture; Figure legends 1-3
基因敲低
siRNA序列和转染试剂;转染时间和效率验证方法
阅读提示:Methods and materials: Cell transfection; Figure legends 2A-B, 7B-C
功能实验
CCK-8检测时间点;克隆形成培养时间;划痕实验观察时间;侵袭实验细胞数和时间
阅读提示:Methods and materials: Colony formation assay, Wound healing assay, Transwell invasion assay; Figure legends 2C-F
T细胞功能实验
CD8+ T细胞分离和扩增条件;SIINFEKL表达;效应细胞与靶细胞比例;共培养时间;凋亡和杀伤检测方法
阅读提示:Methods and materials: T-cell functional assay; Figure legends 4
动物实验
小鼠品系、周龄、性别;细胞接种数量;ITA剂量和给药方式;抗PD-L1剂量和频率;肿瘤生长测量时间
阅读提示:Methods and materials: Animal experiments; Figure legends 5-6
免疫检测
IF和IHC抗体的稀释比例、孵育时间;图像采集和分析设备
阅读提示:Methods and materials: Immunofluorescence, Immunohistochemistry; Figure legends 5D-E