大蒜素通过IL-6/JAK2/STAT3通路抑制PD-L1,从而抑制骨肉瘤的免疫逃逸

Allicin inhibits PD-L1 through the IL-6/JAK2/STAT3 pathway to suppress immune evasion in osteosarcoma.

作者信息Rui Gong, Xi-Min Jin, Xu Cui, Jia-Hao Sun, Wen-Peng Xie, Yong-Kui Zhang
PMID41798950
发布时间2026-02-17
DOI10.3389/fimmu.2026.1735090

实验完整度

高

包含体外细胞实验(增殖、迁移、侵袭、Western blot)和体内动物模型(Balb/c小鼠移植瘤),并进行了机制验证(Colivelin救援实验)和免疫微环境分析(流式、免疫荧光)。

主要模型

HOS人骨肉瘤细胞系 K7M2小鼠骨肉瘤细胞系 K7M2细胞异种移植Balb/c小鼠模型

重点核对

大蒜素处理浓度:12.5、25、50 μmol/L 大蒜素处理时间:24小时、48小时 Colivelin(STAT3激活剂)处理浓度:50 μg/mL,处理时间:4小时 动物模型:BALB/c小鼠接种K7M2细胞(5×10^6),治疗组腹腔注射大蒜素(50 mg/kg) 统计设计:体外实验至少三次独立重复,组间比较使用t检验或单因素方差分析

摘要

目的:PD-L1是最关键的免疫检查点蛋白之一,通过与PD-1结合抑制T细胞免疫反应。本研究旨在验证大蒜素能够通过IL-6/JAK2/STAT3通路调控PD-L1表达,从而抑制骨肉瘤的免疫逃逸。方法:我们利用GEO数据库筛选与预后相关的差异表达基因,并通过KEGG和GO富集分析鉴定出IL-6/JAK2/STAT3/PDL1通路。我们建立了人骨肉瘤细胞系HOS和小鼠骨肉瘤细胞系K7M2。两种细胞系均用浓度为12.5、25和50 μmol/L的大蒜素处理。Transwell、克隆形成和划痕实验验证了大蒜素对骨肉瘤细胞生长、迁移和侵袭的抑制作用。Western Blot检测了包括IL-6、JAK2、STAT3、PD-L1以及磷酸化JAK2/STAT3在内的关键蛋白表达水平。在Balb/c小鼠中建立动物模型并用大蒜素处理。记录小鼠临床体征、肿瘤体积和大小。通过流式细胞术和免疫荧光分析肿瘤微环境和免疫细胞浸润标志物(CD3+、CD4+、CD8+、IFN-γ、颗粒酶B)。采用免疫荧光和免疫组织化学检测小鼠肿瘤模型中PD-L1、CD8等相关标志物的表达,验证大蒜素对免疫逃逸的抑制作用。结果:在大蒜素处理的骨肉瘤细胞系中,IL-6/JAK2/STAT3信号通路下调,PD-L1表达显著抑制。在大蒜素处理的小鼠中,CD4+和CD8+T细胞的募集增加,IFN-γ和颗粒酶B表达增强,肿瘤免疫逃逸显著抑制。结论:大蒜素通过调节IL-6/JAK2/STAT3信号通路抑制PD-L1表达,从而改善肿瘤微环境并抑制骨肉瘤细胞的免疫逃逸。本研究证明了大蒜素作为免疫治疗辅助药物的潜力。

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
大蒜素能否通过调节IL-6/JAK2/STAT3通路抑制PD-L1表达,从而抑制骨肉瘤的免疫逃逸?
核心机制
大蒜素通过抑制IL-6/JAK2/STAT3信号通路的激活,降低磷酸化JAK2和磷酸化STAT3的水平,进而下调PD-L1表达,抑制肿瘤免疫逃逸。
主要证据
体外实验表明大蒜素抑制骨肉瘤细胞增殖、迁移、侵袭并下调PD-L1表达;Western blot显示IL-6/JAK2/STAT3通路蛋白表达降低;Colivelin救援实验部分恢复PD-L1表达;体内实验中大蒜素处理小鼠肿瘤生长受抑,CD4+和CD8+T细胞浸润增加,IFN-γ和颗粒酶B表达增强。
研究意义
研究证明了大蒜素作为免疫治疗辅助药物的潜力,为骨肉瘤的免疫治疗提供新的联合治疗策略。

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

细胞系筛选及PD-L1基线表达检测

筛选适合研究的大蒜素处理的骨肉瘤细胞系,并评估PD-L1表达水平。

通过RT-PCR比较人成骨细胞系hFOB 1.19与四种骨肉瘤细胞系(HOS、143B、MG63、U2OS)中CD274的表达,确定HOS细胞系PD-L1表达最高。

2

体外活性检测:大蒜素对骨肉瘤细胞增殖、迁移和侵袭的影响

验证大蒜素对骨肉瘤细胞恶性表型的抑制作用。

使用CCK-8、克隆形成、划痕和Transwell实验评估大蒜素对HOS和K7M2细胞活力、克隆形成、迁移和侵袭的影响。

3

PD-L1表达及信号通路检测

验证大蒜素对PD-L1表达的影响,并探索其机制。

Western blot检测HOS和K7M2细胞中PD-L1、IL-6、JAK2、STAT3、p-JAK2、p-STAT3蛋白表达;并利用分子对接分析大蒜素与IL-6的结合。

4

机制验证:Colivelin救援实验

验证大蒜素通过抑制JAK2/STAT3通路下调PD-L1。

使用STAT3激活剂Colivelin处理大蒜素处理的HOS细胞,Western blot检测p-STAT3和PD-L1表达变化。

5

体内药效评估:肿瘤异种移植模型

验证大蒜素在体内的抗肿瘤作用。

BALB/c小鼠皮下接种K7M2细胞,待肿瘤生长至约0.05 cm3时分为对照组(生理盐水)和大蒜素组(50 mg/kg腹腔注射),治疗14天后取材,记录体重和肿瘤体积。

6

免疫微环境分析

验证大蒜素抑制免疫逃逸并改善肿瘤微环境。

免疫荧光检测IL-6、p-JAK2、p-STAT3、PD-L1、CD8、IFN-γ表达;免疫组化检测Ki67、CD8、PD-L1、IFN-γ表达;流式细胞术检测CD3+、CD4+、CD8+T细胞比例及IFN-γ、颗粒酶B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
DMEM培养基Procell Life Science & Technology--
MEM培养基Procell Life Science & Technology--
胎牛血清Procell Life Science & Technology--
青霉素-链霉素Procell Life Science & Technology--
hFOB 1.19专用完全培养基Procell Life Science & TechnologyCM-0353
大蒜素(二烯丙基硫代亚磺酸酯)AbMoleM9963
ColivelinMedChemExpress--
RNA快速纯化试剂盒YishanRN001
细胞计数试剂盒-8ServicebioG4103
Transwell小室Corning3422
基质胶Corning--
结晶紫溶液Sangon BiotechCB0331
RIPA裂解液Solarbio--
磷酸酶抑制剂Solarbio--
BCA蛋白定量试剂盒Solarbio--
抗PD-L1抗体Proteintech66248-1-IG
抗IL-6抗体Proteintech21865-1-AP
抗STAT3抗体AffinityAF6294
抗磷酸化STAT3抗体AffinityAF3293
抗JAK2抗体AffinityAF6022
抗磷酸化JAK2抗体AffinityAF3024
抗GAPDH抗体AffinityAF7021
环保透明脱蜡液SolarbioYA0031
柠檬酸钠抗原修复液Solarbio--
Triton X-100SolarbioIT9100
正常山羊血清SolarbioSL038
抗CD8抗体Proteintech29896-1-AP
抗干扰素γ抗体AffinityDF6045
DAPI----
抗Ki67抗体Proteintech27309-1-AP
抗小鼠CD3抗体Biolegend100205
抗小鼠CD4抗体Biolegend100405
抗小鼠CD8a抗体Biolegend100711
抗小鼠IFN-γ抗体Biolegend505815
抗小鼠颗粒酶B抗体Biolegend396413
CytoFLEX流式细胞仪BECKMAN--
GraphPad Prism v10.0GraphPad Software--
SPSS v26.0IBM--

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
细胞系来源和培养条件:HOS和K7M2细胞使用DMEM/MEM培养基,添加10% FBS和1%青霉素-链霉素,在37°C、5% CO2下培养。
阅读提示:参见Materials and Methods 2.1 Cell culture
药物处理
大蒜素浓度(12.5、25、50 μmol/L)和处理时间(24小时、48小时);Colivelin浓度(50 μg/mL)和处理时间(4小时)。
阅读提示:参见Materials and Methods 2.2 Allicin intervention in cells and rescue experiments
体外功能实验
细胞接种密度、处理浓度和时间:CCK-8(1.5×10^3细胞/孔,处理24和48小时),克隆形成(3×10^3细胞/孔,培养14天),划痕(3×10^5细胞/孔,观察24小时),Transwell(1×10^5细胞/孔,处理24小时)。
阅读提示:参见Materials and Methods 2.4-2.7
Western blot
蛋白裂解液配比(RIPA:PMSF:磷酸酶抑制剂=1mL:10μL:10μL),一抗孵育条件(4°C过夜),抗体信息已在文中列出。
阅读提示:参见Materials and Methods 2.8 Western blot
动物实验
小鼠品系(BALB/c,4周龄雄性),细胞接种量(5×10^6 K7M2细胞),给药剂量(大蒜素50 mg/kg腹腔注射),治疗周期(14天),对照组(生理盐水)。
阅读提示:参见Materials and Methods 2.9 Tumor allografts model
免疫微环境分析
流式抗体(CD3、CD4、CD8a、IFN-γ、Granzyme B)和免疫荧光/组化抗体(CD8、IFN-γ、Ki67等)的稀释比例(如CD8 1:100,IFN-γ 1:50)。
阅读提示:参见Materials and Methods 2.10和2.11