IFNβ-pSTAT1-IRF1轴通过诱导免疫原性Ly6C+髓系细胞控制结直肠肿瘤发展

IFNβ-pSTAT1-IRF1 axis controls colorectal tumor development through induction of immunogenic Ly6C+myeloid cells.

作者信息Yan Li, Yanmin Wu, Liyan Liang, Xufeng Yao, Yiyang Pan, Lurong Zhang, Yaxin Wang, Jian Zhang, Kwan T Chow, Chunwan Lu
PMID41344265
期刊Neoplasia
发布时间2026-01
DOI10.1016/j.neo.2025.101261

实验完整度

研究包含体外细胞实验、人PBMCs实验、体内CT26和MC38肿瘤模型、ChIP-qPCR机制验证及Ly6C中和抗体回补实验,具有多层级验证。

主要模型

CT26结直肠癌小鼠模型 MC38结直肠癌小鼠模型 人PBMCs RAW264.7细胞系

重点核对

IFNβ处理浓度:小鼠IFNβ 100 ng/mL,人IFNβ 100 ng/mL IFNBCOL01给药剂量:25 μg DNA/只或15 μg DNA/只,每3天一次,共4次 Ly6C中和抗体剂量:200 μg/只,腹腔注射 肿瘤接种细胞数:CT26和MC38为2.5×10^5,MC38-OVA-T为1×10^7 T细胞增殖共培养时间:4天

摘要

已有大量研究表明,I型干扰素(IFN-I)通过其在肿瘤细胞中的内在功能抑制肿瘤进展,其中调节肿瘤细胞免疫原性是关键途径之一。除肿瘤细胞外,髓系细胞也是肿瘤微环境的主要组成部分。然而,IFN-I是否调节肿瘤微环境中髓系细胞的免疫原性和功能,目前研究较少。在本研究中,我们报道IFNβ在小鼠中能有效诱导Ly6C+髓系细胞分化。在人外周血单个核细胞(PBMCs)中,IFNβ存在时CD14+CD33+单核细胞群持续积累。与此一致,通过IFNBCOL01处理在肿瘤微环境中过表达IFNβ,导致肿瘤浸润Ly6C+髓系细胞显著增加,并在体内明显控制肿瘤生长。值得注意的是,IFNβ过表达促进了肿瘤浸润髓系细胞中免疫原性Ly6C+CD103+CD11c+亚群的积累。在分子水平上,我们阐明pSTAT1直接结合irf1启动子,IRF1直接结合Ly6C启动子,这些现象在体外和体内髓系细胞中均得到验证。此外,抗Ly6C阻断治疗通过恢复NOS2表达并由此抑制荷瘤小鼠T细胞功能,显著逆转了IFNBCOL01的抗肿瘤效应。总之,我们的研究确定了IFNβ通过刺激髓系细胞中的pSTAT1-IRF1轴驱动髓系细胞分化为Ly6C+亚群。此外,IFNβ抑制Ly6C+髓系细胞中免疫抑制酶NOS2的表达,这可能减弱NOS2的潜在免疫抑制功能,从而增强T细胞功能以抑制肿瘤,为IFN-I的抗肿瘤机制提供了新的视角。

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
IFN-I是否以及如何调节肿瘤微环境中髓系细胞的免疫原性和功能?
核心机制
IFNβ通过pSTAT1-IRF1轴促进髓系细胞分化为Ly6C+亚群,并抑制NOS2表达,从而增强T细胞功能以抑制肿瘤。
主要证据
体外实验显示IFNβ诱导Ly6C+髓系细胞分化;体内IFNBCOL01处理增加肿瘤浸润Ly6C+髓系细胞并抑制肿瘤生长;ChIP-qPCR证明pSTAT1结合irf1启动子,IRF1结合Ly6C启动子;Ly6C中和抗体逆转IFNBCOL01的抗肿瘤效应并恢复NOS2表达,降低GzmB。
研究意义
该研究将IFN-I的功能从调节肿瘤细胞免疫原性扩展到调节髓系细胞免疫原性,为基于IFN-I的结直肠癌免疫治疗提供了理论基础。

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

人肿瘤数据集分析

探究IFNAR1在肿瘤微环境中的表达分布。

分析公共scRNA-seq数据集(结直肠癌和乳腺癌),评估IFNAR1在免疫细胞特别是髓系细胞中的表达。

2

体外髓系细胞分化实验

验证IFNβ能否诱导髓系细胞向Ly6C+亚群分化。

使用RAW264.7和J774M细胞系,通过内源性过表达cuomIFNβ或外源性mIFNβ处理,流式检测Ly6C+细胞比例。

3

人PBMCs单核细胞分化及抗原呈递实验

验证IFNβ对人单核细胞分化和抗原呈递功能的影响。

分离人PBMCs,在IL-2或anti-CD3刺激下加入hIFNβ,检测CD14+CD33+细胞比例,并与T细胞共培养评估增殖。

4

体内肿瘤模型及IFNBCOL01治疗

验证IFNβ过表达对肿瘤生长和髓系细胞分化的影响。

建立CT26和MC38皮下肿瘤模型,静脉注射IFNBCOL01,测量肿瘤体积和重量,并分析肿瘤浸润髓系细胞。

5

机制验证(STAT1-IRF1-Ly6C通路)

阐明IFNβ诱导Ly6C表达的具体分子机制。

通过Western blot检测STATs磷酸化,qPCR检测IRFs表达,ChIP-qPCR验证pSTAT1结合irf1启动子和IRF1结合Ly6C1启动子。

6

Ly6C中和实验

验证IFNβ的抗肿瘤效应是否依赖于Ly6C+髓系细胞。

在CT26荷瘤小鼠中,联合使用抗Ly6C抗体和IFNBCOL01,观察肿瘤生长、NOS2表达和T细胞功能。

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
RPMI-1640培养基PricellaPM150110
DMEM培养基PricellaPM150210
胎牛血清Pricella164210
青霉素/链霉素SolarbioP1400-10
重组小鼠GM-CSFSolarbioP00195
小鼠IFNβ重组蛋白Cloud CloneEPA222Mu61
人IFNβCloud CloneAPA222Hu01
人白细胞介素-2Cloud CloneAPA073Hu61
抗人CD3抗体BioLegend317302
人外周血淋巴细胞分离液SolabrioP8610
氟达拉滨----
Opti-MEM培养基----
Lipomaster 2000转染试剂VazymeT201-01
G418BiosharpBS111
聚凝胺BiosharpBL628A
胶原酶BiosharpBS163-1
透明质酸酶BiosharpBS171
DNA酶ISolabrioD8071
70 µm细胞筛网Sofa251200
小鼠CD11b分选试剂盒BioLegend480110
MojoSort™小鼠CD3 T细胞分选试剂盒BioLegend480031
MojoSort™人CD3 T细胞分选试剂盒BioLegend480131
CFSE染料SolarbioIC2560
TriQuick RNA提取试剂SolarbioR1100
HiScript III第一链cDNA合成试剂盒VazymeR312
Taq Pro通用SYBR qPCR预混液VazymeQ712
2×Rapid Taq预混液VazymeP222-01
Bradford蛋白定量试剂盒MeilunbioMA0079
固定/破膜试剂盒BD Biosciences554714
染色质免疫沉淀试剂盒Merck17-295
甲醛MacklinF809702
抗小鼠Ly6C抗体BioXcellBE0203
大鼠IgG2a同型对照SelleckA2123

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
体外细胞实验
细胞系类型、IFNβ浓度、处理时间
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture; Results: IFNβ promotes the differentiation of myeloid cells to Ly6C+ subset
人PBMCs实验
PBMCs来源、刺激条件(IL-2或anti-CD3)、hIFNβ浓度、处理时间
阅读提示:Materials and Methods: Human specimens; Results: IFNβ promotes the differentiation of myeloid cells to Ly6C+ subset
体内肿瘤模型
小鼠品系、肿瘤细胞系及接种数量、IFNBCOL01给药剂量和频率、处理时间点
阅读提示:Materials and Methods: In vivo tumor mouse models; Results: IFNβ promotes Ly6C+ myeloid cells differentiation in vivo
机制验证
细胞类型、处理方式(过表达或外源IFNβ)、ChIP抗体和引物覆盖区域
阅读提示:Materials and Methods: Chromatin immunoprecipitation (ChIP) assay; Results: IFNβ elevates Ly6C expression through pSTAT1-IRF1 axis
Ly6C中和实验
抗体克隆、剂量、给药途径、IFNBCOL01剂量
阅读提示:Materials and Methods: In vivo tumor mouse models; Results: The IFNβ-Ly6C axis exerts antitumor activity