化疗诱导的衰老鼻咽癌细胞通过mtDNA-cGAS-STING通路上调EBI3,抑制NK细胞介导的抗肿瘤免疫

Chemotherapy-induced senescent nasopharyngeal carcinoma cells suppress NK cell-mediated antitumor immunity by upregulating EBI3 via mtDNA-cGAS-STING pathway.

作者信息Lin Liang, Siyi Liu, Yanling Li, Feng Zeng, Qian He, Zhenxin Wang, Jun Deng, Yanhong Zhou
PMID41904509
发布时间2026-03-28
DOI10.1186/s12964-026-02848-6

实验完整度

包含体外细胞实验、体内小鼠模型、临床样本分析及RNA-seq等多层级验证,并进行了功能获得与缺失实验及机制验证。

主要模型

人鼻咽癌细胞系HK1和HONE1 NK-92MI细胞 BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型 NKG小鼠共接种模型

重点核对

顺铂诱导衰老的浓度和持续时间:1.0 µg/mL处理24小时 EBI3敲低效率:sgRNA-02用于后续实验,敲低效率通过免疫印迹验证 NK细胞功能检测:CD107a脱颗粒、GZMB、IFN-γ、TNF-α表达 体内模型:HK1细胞皮下接种BALB/c裸鼠,5 mg/kg顺铂腹腔注射,共4次 NKG小鼠共接种模型中NK-92MI细胞注射剂量和时间:5×10^6个细胞,第7天和第14天尾静脉注射

摘要

化疗是提高鼻咽癌(NPC)患者5年生存率的重要手段之一,常用化疗药物包括顺铂和吉西他滨。既往研究表明,化疗可诱导部分肿瘤细胞呈现衰老表型,从而改变肿瘤微环境,使其向肿瘤免疫抑制和肿瘤复发方向发展。然而,化疗在鼻咽癌细胞衰老中的作用及详细机制尚不清楚,需要进一步深入研究。本研究聚焦于顺铂诱导的细胞衰老(化疗诱导衰老的主要形式)在鼻咽癌进展中的机制。我们的研究发现,顺铂诱导肿瘤细胞衰老,上调EBI3表达,并促进IL-35的异常分泌以介导肿瘤免疫逃逸。具体而言,衰老的鼻咽癌细胞因线粒体损伤释放mtDNA,进而激活cGAS-STING信号通路。该通路的激活诱导NF-κB p65核转位,直接结合EBI3启动子并显著上调EBI3表达。随后,EBI3与p35亚基结合形成IL-35,通过IL-12Rβ2/GP130受体激活NK细胞的JAK-STAT1通路,诱导抑制性受体NKG2A上调,从而削弱NK细胞的抗肿瘤功能。本研究首次揭示了化疗诱导的衰老细胞(以顺铂诱导的衰老细胞为代表)通过EBI3/IL-35轴调节NK细胞抗肿瘤功能的新分子机制,并确定EBI3是参与化疗诱导衰老介导的鼻咽癌免疫抑制的关键分子靶点,为开发针对鼻咽癌的靶向免疫治疗策略提供了重要的实验依据。

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
化疗诱导的鼻咽癌细胞衰老如何影响NK细胞介导的抗肿瘤免疫,其分子机制是什么?
核心机制
顺铂诱导衰老的鼻咽癌细胞通过释放mtDNA激活cGAS-STING通路,促进NF-κB p65核转位并结合EBI3启动子,上调EBI3表达,EBI3与p35结合形成IL-35,IL-35通过IL-12Rβ2/GP130受体激活NK细胞JAK-STAT1通路,上调抑制性受体NKG2A,从而抑制NK细胞抗肿瘤功能。
主要证据
体外实验显示衰老NPC细胞条件培养基抑制NK-92MI细胞脱颗粒和细胞因子分泌,并减弱其对肿瘤细胞的杀伤;体内实验显示共接种衰老细胞与NK-92MI注射促进肿瘤生长,抑制NK细胞活化。机制实验通过RT-qPCR、Western blot、ChIP、双荧光素酶报告基因、ELISA等验证了mtDNA-cGAS-STING-NF-κB-EBI3/IL-35-STAT1-NKG2A通路。
研究意义
首次揭示化疗诱导衰老细胞通过EBI3/IL-35轴调节NK细胞抗肿瘤功能的新机制,EBI3可能成为治疗鼻咽癌的关键分子靶点,为改善鼻咽癌治疗效果提供新策略。

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

诱导并验证鼻咽癌细胞衰老

确认化疗药物顺铂能否在体外和体内诱导鼻咽癌细胞衰老。

用1.0 µg/mL顺铂处理HK1和HONE1细胞24小时,停药后第3天检测衰老标志物,包括SA-β-Gal染色、细胞周期分析、衰老相关蛋白和mRNA表达。在体内,将HK1细胞皮下接种至裸鼠,腹腔注射顺铂或生理盐水,检测移植瘤中衰老标志物。

2

评估衰老细胞对NK细胞功能的影响

探究衰老鼻咽癌细胞对NK细胞募集、活化和杀伤功能的影响,并明确其对肿瘤进展的作用。

收集衰老和非衰老细胞的条件培养基,用于NK-92MI细胞趋化实验、脱颗粒和细胞因子检测,以及杀伤实验。体内通过共接种模型,结合NK-92MI细胞注射,评估肿瘤生长和NK细胞功能。

3

鉴定衰老相关差异基因EBI3及其功能验证

通过转录组分析鉴定衰老细胞中显著上调的基因,并验证EBI3对衰老过程和NK细胞功能的影响。

对衰老与非衰老HK1细胞进行RNA-seq,结合GSEA和RT-qPCR筛选除EBI3。使用CRISPR-Cas9敲低EBI3,检测细胞衰老表型,并评估敲低后条件培养基对NK-92MI细胞功能的影响。

4

阐明EBI3上调的分子机制

揭示衰老细胞中EBI3表达上调的上游信号通路。

通过双荧光素酶报告基因检测EBI3启动子活性,利用数据库预测转录因子并用ChIP验证NF-κB p65结合EBI3启动子。检测mtDNA释放和cGAS-STING通路激活,并使用抑制剂验证该通路对NF-κB和EBI3的调控。

5

验证EBI3/IL-35轴及下游信号通路

确认衰老细胞通过EBI3促进IL-35分泌,并阐明IL-35如何调控NK细胞受体表达和功能。

检测衰老细胞中EBI3、IL-12a、IL-27等表达及IL-35分泌,通过回补实验验证IL-35的作用。筛选NK细胞受体,验证IL-35对NKG2A的调控依赖STAT1,并用ChIP验证STAT1结合NKG2A启动子。

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Procell--
胎牛血清----
青霉素链霉素----
顺铂MCEHY-17394
ABT263MCEHY-10087
人IL-35蛋白MCEHY-P70338
Xite™ β-D-半乳糖吡喃糖苷AAT Bioquest14030
IKK抑制剂(BAY11-7082)TargetMolT1902
cGAS抑制剂(RU.521)TargetMolT5486
STAT1抑制剂(氟达拉滨)TargetMolT1038
STAT4抑制剂((R)-Lisofylline)TargetMolT21694
D-荧光素钾盐BeyotimeST196
CFSEThermo Fisher ScientificC34554
衰老β-半乳糖苷酶染色试剂盒BeyotimeC0602
CCK-8试剂盒TargetMolC0005
IL-35 ELISA试剂盒ELK BiotechnologyELK2745
IL-39 ELISA试剂盒ELK BiotechnologyELK9171
IFN-γ ELISA试剂盒ELK BiotechnologyELK1036
GZMB ELISA试剂盒ELK BiotechnologyELK1658
TNF-α ELISA试剂盒ELK BiotechnologyELK1190
总RNA提取试剂NCM BiotechM5101
HiScript III RT SuperMix(+gDNA wiper)VazymeR323
AceQ Universal SYBR qPCR预混液Vazyme--
ChIP检测试剂盒BeyotimeP2083S
双荧光素酶报告基因检测试剂盒VazymeDL101
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Scientific--
NcmECL UltraNCM BiotechP10100
Neofect DNA转染试剂Neofect Biotech--
聚凝胺BeyotimeC0351
嘌呤霉素BeyotimeST551
细胞质和核蛋白提取试剂盒BeyotimeP0028
抗人CD107a抗体BioLegend328607
细胞活化混合物(含布雷菲德菌素A)BioLegend423303
抗CD45抗体BioLegend982304
抗IFN-γ抗体BD Pharmingen502526
抗TNF-α抗体BD Pharmingen554513
抗GZMB抗体BD Pharmingen372206
抗NKG2A抗体BioLegend375113
FACSCelesta流式细胞仪BD Biosciences--
Transwell小室Corning003415
pDsRed2-Mito载体----
DAPI----
LSM980共聚焦激光扫描显微镜----

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
细胞衰老诱导
细胞系、顺铂浓度、处理时长、衰老评估时间点
阅读提示:Methods:Induction of senescent cells;Figure 1 图注
NK细胞功能检测
NK-92MI细胞来源、条件培养基制备方法、共培养时间、效应靶比
阅读提示:Methods:Conditioned medium、NK cell killing assays、Flow cytometry
EBI3敲低
sgRNA序列、转染方法、筛选药物浓度和时长
阅读提示:Methods:Infection、Generation of lentiviruses and infections;Supplementary Table 2
体内模型
小鼠品系、周龄、细胞接种数量、给药方案、检测时间点
阅读提示:Methods:Mouse tumor model and efficacy evaluation
机制实验
抑制剂名称和浓度、处理时长、ChIP引物序列、报告基因载体
阅读提示:Methods:Chromatin immunoprecipitation、Dual luciferase reporter gene assay;Figure 4 图注