甲胎蛋白刺激肝癌细胞膜上MICA/B的切割导致自然杀伤细胞免疫监视逃逸

Alpha-Fetoprotein Stimulates Cleavage of Membranal MICA/B on Liver Cancer Cell Lead to Escape Immune Surveillance of Natural Killer Cells.

作者信息Xiaowei Li, Siren Feng, Xueqin Wu, Yinglian Pan, Yuli Zhou, Kun Liu, Bo Lin, Wei Li, Mengsen Li, Mingyue Zhu
PMID41749070
发布时间2026-03
DOI10.1111/jcmm.71076

实验完整度

包含TCGA/GEO数据分析和患者组织IHC、体外细胞实验(蛋白印记/流式/ELISA/共培养杀伤)及NOD/SCID动物模型验证,证据层级独立。

主要模型

HLE细胞系 HuH-7细胞系 NK-92细胞系 NOD/SCID小鼠肝癌模型

重点核对

AFP过表达和干扰慢病毒转染效率(MOI及荧光验证) MMP9抑制剂GM6001和TAPI-1的浓度及IC50(HLE-AFP分别为20.65和33.14 μg/mL) NK-92细胞与HCC细胞共培养的效靶比(E:T=2:1和4:1)及共培养时间(24小时) NKG2D中和抗体处理NK-92细胞的浓度和时间(30分钟) TCGA和GEO数据筛选差异基因的标准(|LogFC|>1.5,p<0.05)

摘要

肝细胞癌(HCC)可逃避免疫监视。甲胎蛋白(AFP)是HCC的重要生物标志物;然而,其对HCC免疫监视的影响仍不清楚。从TCGA和GEO数据库获取HCC的RNA‐Seq数据,用于分析AFP、MICA/B及相关基因的表达。免疫组织化学检测组织中的蛋白;蛋白质印迹检测目标蛋白的表达;流式细胞术分析膜蛋白表达和细胞毒性;免疫荧光观察蛋白定位;ELISA检测细胞因子水平;qRT‐PCR分析mRNA定量;CCK‐8检测细胞增殖;动物实验用于观察免疫应答,细胞毒性实验用于评估自然杀伤‐92(NK‐92)细胞的杀伤效应。结果表明,在两个数据库和患者组织中,AFP和MICA/B在HCC组织中高表达。AFP抑制HCC细胞膜上MICA/B的水平,并促进MICA/B的脱落,其机制是通过激活PI3K/AKT信号通路上调MMP9表达。此外,AFP抑制NK‐92细胞攻击HCC细胞并限制NK‐92细胞释放细胞因子,而干扰AFP则产生相反效应。这一发现表明,AFP刺激HCC细胞膜上MICA/B的切割,增加可溶性MICA/B的含量,并阻断MICA/B与NKG2D的相互作用,这可能涉及通过激活PI3K/AKT信号通路上调MMP9表达。这些效应抑制NK‐92细胞的激活,导致HCC细胞逃避NK‐92细胞的攻击。

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
AFP是否通过调控MICA/B表达和分布,影响NK细胞对肝癌细胞的免疫监视,从而促进HCC免疫逃逸?
核心机制
AFP通过激活PI3K/AKT信号通路上调MMP9表达,MMP9切割肝癌细胞膜上的MICA/B,使其脱落为可溶性sMICA/B,sMICA/B与NK细胞上的NKG2D结合,阻断NKG2D对膜MICA/B的识别,从而抑制NK-92细胞激活和杀伤功能。
主要证据
TCGA和GEO数据分析及患者组织IHC显示AFP和MICA/B高表达;体外实验显示AFP过表达降低膜MICA/B并增加sMICA/B,MMP9抑制剂或siMMP9可逆转;Western blotting和qRT-PCR显示AFP上调MMP9,PI3K抑制剂Ly294002可阻断;LDH释放实验显示AFP抑制NK-92细胞毒性,NKG2D中和抗体和MMP9抑制剂可逆转;动物模型验证了AFP对MMP9和膜MICA/B的调控。
研究意义
该研究阐明AFP通过PI3K/AKT-MMP9-MICA/B轴促进肝癌免疫逃逸的机制,并提示靶向抑制AFP表达是促进肝癌免疫治疗的有前景的策略。

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

生物信息学分析及组织验证

分析HCC中AFP和MICA/B的表达及其与免疫浸润和MMP9的相关性,并验证临床样本中的蛋白表达。

从TCGA和GEO数据库获取HCC RNA-Seq数据,分析差异表达基因,进行KEGG富集、免疫浸润相关性和基因相关性分析;收集30例HCC患者肿瘤及癌旁组织进行IHC检测AFP和MICA/B表达。

2

细胞模型构建及MICA/B表达检测

在HCC细胞中过表达或干扰AFP,检测总MICA/B和膜MICA/B的表达变化。

使用慢病毒感染HLE和HuH-7细胞构建过表达和干扰AFP的稳定细胞系;通过Western blotting、流式细胞术和免疫荧光检测MICA/B的总表达和膜定位。

3

MMP9表达及MICA/B脱落检测

验证AFP是否通过上调MMP9促进MICA/B从细胞膜脱落。

采用Western blotting和qRT-PCR检测MMP9表达;通过Western blotting和ELISA检测细胞上清中sMICA/B水平;使用MMP9抑制剂(GM6001和TAPI-1)及siRNA敲低MMP9,通过流式细胞术和ELISA检测膜MICA/B和sMICA/B变化。

4

PI3K/AKT信号通路验证

验证AFP是否通过激活PI3K/AKT通路上调MMP9表达。

用PI3K抑制剂Ly294002处理HLE-AFP细胞,通过Western blotting检测PI3K、AKT、p-AKT和MMP9的表达变化。

5

体内动物模型验证

在体内验证AFP对MMP9表达和膜MICA/B含量的调控作用。

将HuH-7-shAFP和HuH-7细胞注射到NOD/SCID小鼠皮下构建肿瘤模型,通过Western blotting和IHC检测肿瘤组织中AFP、MMP9和膜MICA/B的表达。

6

NK-92细胞杀伤功能评估

评估AFP对NK-92细胞杀伤肝癌细胞能力的影响及机制。

将NK-92细胞与HCC细胞共培养,通过LDH释放实验检测细胞毒性;ELISA检测共培养上清中Perforin、Granzyme B和IFN-γ水平;使用NKG2D中和抗体和MMP9抑制剂处理,观察对细胞毒性的影响;通过活细胞成像动态观察杀伤过程。

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Viva cellCat #C3113-0500
胎牛血清ProcellCat #164210-50
青霉素-链霉素GibcoCat #15140-122
NK-92专用培养基--Cat #GDM1001
HiTransG A转染增强剂----
HiTransG P转染增强剂----
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeCat #P0009
无蛋白快速封闭液EpizymeCat #PS108
抗AFP抗体AbcamCat #ab169552
抗MICA/B抗体AbcamCat #ab224702
抗MMP9抗体Cell Signalling TechnologyCat #13667
抗PI3K抗体AbcamCat #ab302958
抗AKT抗体AbcamCat #ab8805
抗磷酸化AKT抗体Cell Signalling TechnologyCat #4060
抗GAPDH抗体ProteintechCat #10494-1-AP
抗ATP1A1抗体ProteintechCat #14418-1-AP
二抗ProteintechCat #SA00001-2
ECL发光液----
抗MICA/B流式抗体BiolegendCat #320907
抗CD3抗体BiolegendCat #981002
抗CD56抗体BiolegendCat #985906
抗MICA/B抗体Thermo Fisher ScientificCat #PA5-109323
二抗BeyotimeCat #A0468
DAPI染色液BeyotimeCat #C1006
人MICA预包被ELISA试剂盒FANKEWCat #F111358-B
人MICB预包被ELISA试剂盒FANKEWCat #F111362-B
人穿孔素预包被ELISA试剂盒FANKEWCat #F1149-A
人颗粒酶B预包被ELISA试剂盒FANKEWCat #F0430-A
人IFN-γ预包被ELISA试剂盒FANKEWCat #F0033-A
TaKaRa MiniBEST通用RNA提取试剂盒TaKaRaCat #9767
PrimeScript逆转录试剂盒TaKaRaCat #RR047A
PCR试剂盒TaKaRaCat #RR820A
Roche 480实时荧光定量PCR仪Roche--
GM6001MCECat #HY-15768
TAPI-1MCECat #HY-16657
CCK-8检测试剂DOJINDOCat #CK04
LDH释放细胞毒性检测试剂盒BeyotimeCat #C0017
NKG2D中和抗体Bio-TechneCat #MAB139

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
生物信息学分析
数据库版本、样本量、差异基因筛选阈值(|LogFC|>1.5,p<0.05)、相关性分析方法(Spearman)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.1节
组织样本
样本来源(30例患者)、癌旁正常组织、组织固定和包埋方法、IHC抗原修复和抗体浓度
阅读提示:参见Materials and Methods 2.2节
细胞培养
细胞系来源、培养基配方(DMEM+10%FBS+1%P/S)、培养条件(37°C,5%CO2)、NK-92专用培养基
阅读提示:参见Materials and Methods 2.3节
慢病毒转染
MOI值、病毒滴度、转染时间(16小时)、恢复时间(48小时)、转染效率验证(>80%荧光)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.4节
Western blotting
蛋白提取方法、BCA定量、SDS-PAGE浓度(12%)、一抗浓度(如AFP 1:1000,GAPDH 1:10000)、封闭液和孵育时间
阅读提示:参见Materials and Methods 2.5节
流式细胞术
细胞处理(离心条件)、抗体用量(5μL)、孵育时间(20分钟)和温度(室温暗处)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.6节
ELISA
检测因子(sMICA、sMICB、Perforin、Gzms-B、IFN-γ)、试剂盒品牌和货号
阅读提示:参见Materials and Methods 2.8节
qRT-PCR
RNA提取试剂盒、逆转录试剂盒、PCR条件(95°C 30s,95°C 5s/60°C 20s×40循环)、内参(GAPDH)、引物序列(表1)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.9节及Table 1
CCK-8实验
细胞种板密度(5000细胞/孔)、抑制剂浓度梯度(0-35μg/mL)、孵育时间(24小时)、检测波长(450nm)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.10节
动物实验
小鼠品系(NOD/SCID)、性别(雌性)、年龄(3周)、细胞注射量(5×10^6)、肿瘤取材时间(形成后)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.11节
细胞毒性实验
E:T比例(2:1和4:1)、共培养时间(24小时)、LDH检测试剂盒、NKG2D中和抗体处理时间(30分钟)、MMP9抑制剂处理时间(48小时)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.12节