NAT10介导的GAS5上调通过MYBBP1A-p53/IRF1/Ⅰ型干扰素信号轴促进非小细胞肺癌免疫细胞浸润

NAT10-mediated upregulation of GAS5 facilitates immune cell infiltration in non-small cell lung cancer via the MYBBP1A-p53/IRF1/type I interferon signaling axis.

作者信息Zimu Wang, Jing Luo, Hairong Huang, Li Wang, Tangfeng Lv, Zhaofeng Wang, Chuling Li, Yimin Wang, Jiaxin Liu, Qinpei Cheng, Xueying Zuo, Liwen Hu, Mingxiang Ye, Hongbing Liu, Yong Song
PMID38762546
发布时间2024-05-18
DOI10.1038/s41420-024-01997-2

实验完整度

包含体外细胞实验(RNA-seq、qPCR、Western blot、ChIP、RIP、双荧光素酶报告基因、transwell)、动物模型(BALB/c裸鼠移植瘤)及临床样本(免疫组化、公开数据集)多个层级证据,并有功能验证和机制验证。

主要模型

A549细胞系 HCC827细胞系 THP-1来源的巨噬细胞 PBMCs BALB/c裸鼠移植瘤模型 NSCLC临床组织样本

重点核对

GAS5高低组按中位数分组,GAS5-low n=23,GAS5-high n=22 使用A549和HCC827细胞系进行体外实验 过表达GAS5使用慢病毒载体,敲降使用siRNA 体内实验使用BALB/c裸鼠,皮下注射3×10^6细胞,n=5每组 中和抗体浓度:抗CXCL10和抗CCL5均为2.0 μg/ml

摘要

肿瘤细胞与肿瘤微环境中免疫细胞的相互作用在恶性肿瘤进展中发挥重要作用。我们先前发现GAS5通过抑制非小细胞肺癌(NSCLC)肿瘤细胞增殖来抑制肿瘤发展。在此,我们发现了肿瘤细胞来源的GAS5在调节肿瘤微环境中的肿瘤抑制作用。临床上,GAS5与NSCLC中巨噬细胞和T细胞的浸润呈正相关,GAS5的过表达在体外和体内均促进巨噬细胞和T细胞的募集。机制上,GAS5通过直接结合MYBBP1A并促进MYBBP1A-p53相互作用来稳定p53,增强p53介导的IRF1转录,从而激活Ⅰ型干扰素信号传导,增加下游CXCL10和CCL5的产生。我们还发现Ⅰ型干扰素信号的激活与NSCLC更好的免疫治疗疗效相关。此外,GAS5的稳定性受NAT10调控,NAT10是负责N4-乙酰胞苷(ac4C)修饰的关键酶,其与GAS5结合并介导其ac4C修饰。总之,肿瘤细胞来源的GAS5可通过MYBBP1A-p53/IRF1轴激活Ⅰ型干扰素信号传导,促进免疫细胞浸润,并可能与免疫治疗疗效相关,从而抑制NSCLC进展。我们的结果表明GAS5是NSCLC联合治疗中一个有前景的预测标志物和潜在治疗靶点。

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
探索肿瘤细胞来源的lncRNA GAS5是否影响肿瘤微环境中免疫细胞的浸润及其机制。
核心机制
GAS5与MYBBP1A结合,增强MYBBP1A-p53相互作用,稳定p53蛋白,促进p53介导的IRF1转录,进而激活Ⅰ型干扰素信号通路,上调CXCL10和CCL5,促进巨噬细胞和T细胞浸润。
主要证据
通过RNA-seq、qPCR、Western blot、ChIP、双荧光素酶报告基因、RNA pull-down、RIP、co-IP、transwell实验以及小鼠移植瘤模型和临床标本IHC验证了上述机制和效应。
研究意义
GAS5可作为NSCLC抗PD-1/PD-L1治疗的预测标志物和治疗靶点,为改善免疫治疗疗效提供新策略。

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

临床样本相关性分析

验证GAS5表达水平与免疫细胞浸润的相关性

用qPCR将NSCLC标本分为GAS5高和低组,进行IHC检测CD68、CD3、CD4、CD8的染色

2

体外功能实验验证GAS5对免疫细胞迁移的影响

检测肿瘤细胞来源的GAS5对巨噬细胞和PBMCs迁移的影响

收集GAS5过表达或敲低细胞的培养基,进行transwell实验

3

体内实验验证GAS5对肿瘤生长和免疫浸润的影响

验证GAS5过表达对肿瘤生长和免疫细胞浸润的影响

将稳定过表达GAS5的A549细胞皮下注射至BALB/c裸鼠,测量肿瘤生长,IHC检测Ki-67和F4/80,qPCR检测细胞因子

4

转录组分析及Ⅰ型干扰素信号通路激活验证

探索GAS5调控免疫浸润的分子机制

对GAS5过表达及对照细胞进行RNA-seq,GO富集分析;验证通路相关分子表达

5

机制研究:IRF1的作用

验证IRF1是否介导GAS5对Ⅰ型干扰素信号的调控

通过siRNA或过表达载体调节IRF1,检测Ⅰ型干扰素通路分子的表达及巨噬细胞迁移

6

机制研究:p53与IRF1的转录调控

验证p53是否转录调控IRF1

通过ChIP、双荧光素酶报告基因实验验证p53与IRF1启动子结合

7

机制研究:GAS5与MYBBP1A的相互作用

鉴定GAS5结合蛋白并验证其调控p53稳定性的机制

RNA pull-down和质谱鉴定,RIP验证结合,co-IP检测MYBBP1A-p53相互作用

8

机制研究:NAT10介导的ac4C修饰调控GAS5稳定性

探索GAS5表达的上游调控机制

敲低NAT10检测GAS5表达,RIP验证NAT10与GAS5结合及ac4C修饰,放线菌素D实验检测RNA稳定性

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
F-12K培养基Meilun Bio--
RPMI-1640培养基Gibco--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清HyClone--
β-巯基乙醇Procell--
佛波酯FCMACS--
X-tremeGENE HP DNA转染试剂Roche06366546001
jetPRIME转染试剂Polyplus-transfection114-15
聚凝胺----
嘌呤霉素Solarbio--
TRIzol试剂Vazyme--
HiScript III RT SuperMix(qPCR用)Vazyme--
ChamQ SYBR Color qPCR预混液Vazyme--
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂混合物Bimake--
ECL Ultra Western HRP底物Millipore--
Protein A/G PLUS琼脂糖珠Santa Cruz--
Magna ChIP试剂盒Millipore17-10086
EZ-Magna RIP试剂盒Millipore17-701
BamHI限制性内切酶Thermo ScientificFD0054
mMESSAGE mMACHINE T7转录试剂盒InvitrogenAM1344
MEGAclear转录清除试剂盒InvitrogenAM1908
Pierce RNA 3'末端脱硫生物素化试剂盒Thermo Scientific20163
Pierce磁性RNA-蛋白质下拉试剂盒Thermo Scientific20164
NEBNext Ultra RNA文库制备试剂盒(Illumina)NEB--
Illumina NovaSeq测序平台Illumina--
Transwell小室(3422)Corning3422
结晶紫BeyotimeC0121
显微镜Zeiss--
Transwell小室(MCMP24H48)MilliporeMCMP24H48
双荧光素酶检测试剂盒PromegaE1910
基质胶----
胰岛素注射器KDL--
抗CXCL10抗体----
抗CCL5抗体----
淋巴细胞分离液FCMACS--
抗NAT10抗体----
抗ac4C抗体----

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
临床样本分组
GAS5高低分组依据(中位数)
阅读提示:见Results部分,GAS5高、低组样本量分别为22和23。
细胞培养
细胞系来源和培养条件
阅读提示:见Materials and methods, 细胞系和转染部分。
转染
siRNA和质粒转染试剂及用量
阅读提示:见Materials and methods, 细胞系和转染部分。
体内实验
小鼠品系、性别、周龄、细胞注射数量、基质胶配比
阅读提示:见Materials and methods, 体内研究部分。
Transwell迁移实验
细胞数量、迁移时间、中和抗体浓度
阅读提示:见Materials and methods, Transwell实验部分。