人参皂苷Rg3靶向PD-L1的糖基化以增强非小细胞肺癌的抗肿瘤免疫

Ginsenoside Rg3 targets glycosylation of PD-L1 to enhance anti-tumor immunity in non-small cell lung cancer.

作者信息Wei Wang, Min Kong, Fu Shen, Ping Li, Cheng Chen, Yueqin Li, Cheng Li, Zhiqiang Qian, Aihua Zhong, Yuhua Wang, Liang Yang, Fangkai He, Weichun Li
PMID39247194
发布时间2024-08-23
DOI10.3389/fimmu.2024.1434078

实验完整度

体外细胞系实验(糖基化检测、Western blot、共培养、流式)与体内小鼠移植瘤模型验证,包含功能验证和机制验证。

主要模型

H1975细胞系 H1299细胞系 Jurkat T细胞系 LLC异种移植小鼠模型

重点核对

Rg3处理浓度:体外50 μM,体内50 mg/kg和100 mg/kg PD-L1糖基化检测:Western blot分析45-kD条带 T细胞活化检测:共培养后流式检测CD25+CD3+细胞比例和7-AAD+细胞比例 体内CD8+T细胞毒性检测:肿瘤组织中GzmB+和Perforin+ CD8+T细胞比例 细胞系来源:H1975、H1299、A549、HCC827购自中国科学院细胞库

摘要

背景:通过PD-1/PD-L1检查点阻断重新激活T细胞免疫广泛用于非小细胞肺癌(NSCLC)患者,而程序性死亡配体1(PD-L1)的翻译后修饰常见于多种癌细胞,从而增加了治疗开发的复杂性和难度。人参皂苷Rg3是传统中草药人参的活性成分,具有多种药理作用,包括免疫调节。然而,其对PD-L1糖基化的影响尚不清楚。方法:检测NSCLC细胞系中PD-L1的糖基化,并研究潜在机制。进行肿瘤细胞-T细胞共培养实验,通过流式细胞术测量T细胞的活化和细胞毒性。使用体内异种移植小鼠肿瘤模型研究Rg3对PD-L1介导的免疫抑制和肿瘤生长的影响。结果:我们确定PD-L1在NSCLC细胞系中广泛发生N-连接糖基化,而Rg3通过下调EGFR信号传导并进一步激活GSK3β介导的降解来抑制PD-L1的糖基化,从而导致PD-L1表达降低。此外,抑制PD-L1糖基化在共培养条件下促进了T细胞的活化和细胞毒性。此外,Rg3可减小肿瘤体积并增强抗肿瘤T细胞免疫,证据是Rg3处理小鼠中CD8+T细胞中颗粒酶B和穿孔素表达上调,以及血清IL-2、IFN-γ和TNF-α水平升高。结论:这些结果表明Rg3抑制PD-L1糖基化从而增强抗肿瘤免疫,这为药物发现提供了新的治疗见解。

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
Rg3是否通过影响PD-L1的糖基化来增强抗肿瘤免疫?
核心机制
Rg3通过抑制EGFR磷酸化,上调GSK3β磷酸化,激活GSK3β介导的PD-L1降解,从而抑制PD-L1糖基化,降低PD-L1表达,增强T细胞抗肿瘤免疫。
主要证据
体外H1975细胞显示Rg3降低PD-L1糖基化(Western blot),共培养中增加T细胞杀伤和活化(流式),体内LLC移植瘤模型减小肿瘤体积并增加CD8+T细胞中GzmB和Perforin表达。
研究意义
揭示Rg3通过抑制PD-L1糖基化增强抗肿瘤免疫的新机制,为NSCLC治疗提供新见解,且Rg3与其他靶向疗法联合可能为NSCLC患者提供新的治疗策略。

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

验证PD-L1在NSCLC细胞系中的糖基化状态

确认NSCLC细胞中PD-L1是否存在糖基化,并确定糖基化类型(N-连接或O-连接)。

通过Western blot检测H1975、H1299、A549、HCC827细胞中PD-L1表达,观察45-kD糖基化条带;随后用衣霉素(5 μg/mL)和OSMI-4(20 μM)处理H1975细胞24小时,分析PD-L1糖基化变化,并检测细胞活力。

2

评估Rg3对PD-L1表达和糖基化的影响

检测Rg3是否影响PD-L1的转录、IFN-γ诱导的表达以及糖基化水平。

用不同浓度Rg3处理H1975细胞,检测细胞活力、CD274 mRNA水平、IFN-γ诱导的PD-L1表达,以及Western blot检测PD-L1糖基化形式(45-kD)和非糖基化形式(33-kD)。

3

探究Rg3抑制PD-L1糖基化的机制

确定Rg3是否通过EGFR-GSK3β信号轴影响PD-L1糖基化。

Western blot检测Rg3处理后p-EGFR、EGFR、p-GSK3β、GSK3β水平,并筛选糖基转移酶(B3GNT3、MGAT5等)表达变化。

4

共培养实验验证Rg3对T细胞活化和杀伤的影响

验证抑制PD-L1糖基化是否能增强T细胞介导的肿瘤细胞杀伤。

将H1975细胞与Jurkat T细胞共培养,加入Rg3处理24小时,流式检测7-AAD+细胞比例(肿瘤细胞死亡)、CD25+CD3+ T细胞比例,并检测上清中IL-2、IFN-γ、TNF-α浓度。

5

体内评估Rg3的抗肿瘤效果和对PD-L1糖基化的影响

在免疫活性小鼠模型中验证Rg3的抗肿瘤效果及其对PD-L1糖基化和T细胞免疫的影响。

LLC细胞皮下注射建立移植瘤模型,口服给予不同浓度Rg3,测量肿瘤体积和体重,检测血清细胞因子,并分析肿瘤组织中PD-L1糖基化及CD8+T细胞中GzmB和Perforin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
20(S)-人参皂苷Rg3MCE--
Ham's F-12K培养基----
RPMI-1640培养基----
杜氏改良Eagle培养基----
胎牛血清----
裂解缓冲液BeyotimeP0013B
蛋白酶抑制剂混合物BeyotimeST506
磷酸酶抑制剂混合物KeyGENGB-0032
PVDF膜Millipore--
山羊抗兔IgG(H+L)HRP抗体Bioworld TechnologyBS13278
EGFR抗体AbclonalA23381
磷酸化EGFR-Y1068抗体AbclonalAP0301
GSK3β抗体Cell Signaling Technology9315
磷酸化GSK3β Ser9抗体Cell Signaling Technology9336
PD-L1抗体AbclonalA1645
β-actin抗体AbclonalAC038
BIORAD成像系统Bio-RadchemiDOCTMXRS
TRIzol试剂Thermo Fisher--
iScript cDNA合成试剂盒Yeasen--
HiscriptII QRT SuperMixYeasen--
ChamQ SYBR qPCR预混液Yeasen--
ABI 7500系统Applied Biosystems--
PE抗人CD274(B7-H1,PD-L1)抗体Biolegend393608
APC抗人CD3抗体Biolegend981012
PE抗人CD25抗体Biolegend985802
7-AAD活力染色液Biolegend420403
Pacific Blue™抗小鼠CD45抗体Biolegend157211
FITC抗人/小鼠颗粒酶B抗体Biolegend515403
APC抗小鼠穿孔素抗体Biolegend154403
PE抗小鼠CD3抗体Biolegend100205
Brilliant Violet 605™抗小鼠CD8a抗体Biolegend100743
BD FACS Celesta流式细胞仪BD--
FlowJo V10软件----
小鼠TNF-α试剂盒ExCell Bio--
小鼠IFN-γ试剂盒ExCell Bio--
小鼠IL-2试剂盒ExCell Bio--
Synergy H1酶标仪Bio-Tek--
三联酶消化液Elabscience--
CD274和GAPDH引物----

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
细胞系来源:H1975、H1299、A549、HCC827购自中国科学院细胞库;Jurkat购自Pricella;LLC由赠予。培养基和FBS浓度需确认。
阅读提示:Methods 2.3 Cell culture
体外药物处理
Rg3浓度(25 μM、50 μM)、处理时间(24 h),IFN-γ浓度(10 ng/mL)
阅读提示:Methods 2.7 Flow cytometry, Results 3.2
共培养实验
H1975细胞与Jurkat细胞比例(1:10),共培养时间(12 h),Rg3处理时间(24 h)
阅读提示:Methods 2.6 Tumor cell-T cell coculture
体内动物模型
小鼠品系(C57/BL6J雄性,6周龄),LLC细胞接种量(2×10^6),Rg3剂量(50 mg/kg和100 mg/kg),给药方式(口服),给药开始时间(第6天),实验终点(第21天)
阅读提示:Methods 2.1 Animals, 2.2 Mouse models of lung cancer
流式分析
抗体克隆号及稀释度,单细胞制备方法(三联酶消化),染色时间(30分钟)
阅读提示:Methods 2.7 Flow cytometry