帕比司他增强软组织肉瘤中NK细胞的细胞毒性

Panobinostat enhances NK cell cytotoxicity in soft tissue sarcoma.

作者信息Xiuxia Lu, Mengmeng Liu, Jing Yang, Yi Que, Xing Zhang
PMID35867577
发布时间2022-08-19
DOI10.1093/cei/uxac068

实验完整度

包含体外细胞增殖与集落形成实验、转录组分析、流式检测、Western blot、ChIP-qPCR、体外共培养杀伤实验及小鼠体内移植瘤模型等多个证据层级。

主要模型

HT1080纤维肉瘤细胞系 SK-LMS-1平滑肌肉瘤细胞系 NOD/SCID小鼠HT1080移植瘤模型 NK-92细胞系和原代NK细胞

重点核对

LBH589处理浓度(0-20 nM)和时间(0-5天) NK细胞与靶细胞效靶比(12:1, 6:1, 3:1) Wnt/β-catenin抑制剂ICG001浓度(5 μM) 体内实验中LBH589给药剂量(10 mg/kg,每周一次)和NK-92细胞数量(5×10^6) NK细胞来源(NK-92细胞系及健康供者PBMCs分离的原代NK细胞)

摘要

肉瘤是一种罕见且异质性强的间充质恶性肿瘤,预后较差。帕比司他(LBH589)作为组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂之一,已在肉瘤患者中显示出抗肿瘤活性,但其机制仍不清楚。本研究发现,单独使用LBH589可抑制软组织肉瘤(STS)细胞系的增殖和集落形成。转录组分析显示,LBH589处理增强了NK细胞介导的细胞毒性。实时定量PCR和流式细胞术(FACS)进一步证实,LBH589增加了NKG2D配体MICA/MICB的表达。机制上,LBH589通过上调β-catenin启动子中的组蛋白乙酰化来激活Wnt/β-catenin通路。体外共培养实验和体内动物实验表明,LBH589增加了自然杀伤(NK)细胞的细胞毒性,而Wnt/β-catenin抑制剂则降低了这种效应。我们的发现表明,LBH589促进NK细胞的抗肿瘤作用,凸显了LBH589作为NK细胞免疫治疗的有效辅助药物。

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
LBH589是否以及如何通过调节NK细胞介导的细胞毒性来抑制软组织肉瘤?
核心机制
LBH589通过上调β-catenin启动子区域的组蛋白乙酰化激活Wnt/β-catenin通路,进而上调NKG2D配体MICA/MICB的表达,增强NK细胞对肉瘤细胞的杀伤活性。
主要证据
体外实验显示LBH589抑制STS细胞增殖并上调MICA/MICB表达;ChIP-qPCR显示β-catenin启动子H3K27ac富集;共培养实验证实LBH589增强NK细胞杀伤,且Wnt抑制剂ICG001逆转此效应;体内移植瘤模型显示LBH589联合NK-92细胞显著抑制肿瘤生长。
研究意义
LBH589有望作为NK细胞免疫治疗的辅助药物,为软组织肉瘤的治疗提供新策略。

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

体外抗增殖活性评估

评估LBH589对STS细胞系增殖和集落形成能力的影响。

用不同浓度LBH589处理HT1080、SK-LMS-1、SW872和U2197细胞,进行MTT实验和集落形成实验。

2

转录组分析揭示NK细胞毒性通路

探索LBH589处理对STS细胞转录组的影响,寻找与免疫相关的信号通路。

LBH589或DMSO处理HT1080和SK-LMS-1细胞48小时,提取RNA进行RNA-seq,并通过GSEA和KEGG富集分析。

3

验证NKG2D配体表达上调

验证LBH589对MICA/MICB及ULBP等NKG2D配体表达的影响。

qRT-PCR检测mRNA表达,流式细胞术检测细胞表面MICA/MICB蛋白水平。

4

机制探究:Wnt/β-catenin通路激活

探究LBH589上调MICA/MICB的分子机制,特别是信号通路的变化。

Western blot检测PI3K/AKT、MAPK/ERK、JAK/STAT3和Wnt/β-catenin通路蛋白表达;使用通路抑制剂处理细胞,流式检测MICA/MICB水平;ChIP-qPCR检测β-catenin启动子组蛋白乙酰化。

5

体外NK细胞杀伤实验

评估LBH589处理的肉瘤细胞对NK细胞杀伤的敏感性,并验证Wnt通路的作用。

将LBH589或LBH589+ICG001预处理的靶细胞与NK-92或原代NK细胞共培养,通过LDH释放法检测细胞毒性。

6

体内联合治疗效果验证

在体内模型中验证LBH589联合NK-92细胞对肿瘤生长的抑制作用及MICA/MICB表达变化。

NOD/SCID小鼠皮下接种HT1080-LUC细胞,随机分为四组(PBS、LBH589、NK-92、联合),监测肿瘤生长并通过生物发光成像和免疫组化分析。

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----
MEM α培养基procellPM150421
β-巯基乙醇procellPB180633
马血清procell164215-100
胎牛血清procell164210-500
青霉素-链霉素procellPB180120
重组人白细胞介素-2----
MTT试剂BD Biosciences--
二甲基亚砜----
分光光度酶标仪BioTek ELX 800--
结晶紫----
Ficoll分离液----
NK细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec130-092-657
重组人白细胞介素-15PeproTech200-15-10
重组人白细胞介素-2PeproTech200-02-50
RIPA裂解液----
PVDF膜----
ECL化学发光检测系统Thermo Fisher Scientific34095
成像系统Bio-Rad--
抗MICA/MICB抗体Biolegend320906
抗MICA/MICB抗体Abcamab224702
抗PI3K抗体CST4252S
抗p-Akt抗体CST4060S
抗AKT抗体CST9272S
抗p-p38抗体CST4511S
抗ERK抗体CST4695S
抗p-Erk抗体CST4370S
抗JAK1抗体upstate06-665
抗p-JAK1抗体upstate07-849
抗Stat3抗体CST30835S
抗p-Stat3抗体CST9145S
抗β-catenin抗体CST8480s
抗vimentin抗体CST5741S
抗c-Jun抗体CST9165S
抗β-actin抗体CST3700S
抗乙酰化组蛋白H3(Lys27)抗体CST8173S
TRIzol试剂----
Illumina HiSeq 2500测序平台Illumina--
TRIzol试剂Invitrogen--
NanoDrop分光光度计Thermo Scientific--
逆转录试剂盒Invitrogen--
SYBR Green荧光染料----
Bio-Rad CFX96实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--
帕比司他----
ICG001----
鲁索替尼----
SB203580----
LY294002----
CytoTox 96非放射性细胞毒性检测试剂盒----
SYBR Green试剂盒Roche--
NOD/SCID小鼠----

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(ATCC)、培养基(DMEM,10% FBS;MEMα,12.5%马血清,12.5%FBS,200 U/mL rhIL-2)、培养条件(37°C,5% CO2)
阅读提示:Materials and Methods, Cell lines
体外药物处理
LBH589浓度(0-20 nM)、处理时间(24小时至5天)、DMSO对照
阅读提示:Results, Figure 2; Materials and Methods, MTT assay, colony formation assay
NK细胞制备
PBMCs分离(Ficoll密度梯度离心)、NK细胞分离试剂盒(Miltenyi Biotec, 130-092-657)、IL-15(50 ng/mL)和IL-2(200 U/mL)活化3天
阅读提示:Materials and Methods, Preparation of peripheral blood NK cells and activation
体外杀伤实验
靶细胞预处理(LBH589 20 nM或ICG001 5 μM,24小时)、效靶比(12:1, 6:1, 3:1)、共培养时间4小时、LDH释放检测
阅读提示:Materials and Methods, Cytotoxicity assay; Results, Figure 5
体内实验
小鼠品系(NOD/SCID)、细胞接种(HT1080-LUC 皮下)、分组(PBS、LBH589、NK-92、联合)、LBH589剂量(10 mg/kg ip,每周一次)、NK-92细胞数量(5×10^6 iv)、治疗时间(第7、14、21天)
阅读提示:Materials and Methods, In Vivo Experiments; Results, Figure 6
机制验证
ChIP实验(细胞数量5×10^6、LBH589处理24小时、抗体anti-acetyl-histone H3K27)、Western blot检测通路蛋白
阅读提示:Materials and Methods, Chromatin immunoprecipitation (Ch-IP) assays; Results, Figure 4