MMP9相关肿瘤干细胞、CCL1沉默的树突状细胞和细胞因子诱导的杀伤细胞通过激活T细胞对急性髓系白血病具有显著的治疗效果

MMP9-Associated Tumor Stem Cells, CCL1-Silenced Dendritic Cells, and Cytokine-Induced Killer Cells Have a Remarkable Therapeutic Efficacy for Acute Myeloid Leukemia by Activating T Cells.

作者信息Min Dong, Guozhen Zhang, Jie Meng, Biou Liu, Duanfeng Jiang, Feng Liu
PMID37200633
发布时间2023-05-09
DOI10.1155/2023/2490943

实验完整度

包含TCGA数据分析、RNA测序、体外细胞功能实验(增殖、凋亡、流式)、体内动物模型验证及T细胞功能检测等多个独立证据层级。

主要模型

DC-CIK细胞 K562、Jurkat、HL-60白血病细胞系 AML患者外周血来源的T细胞 BALB/c小鼠AML模型

重点核对

DC-CIK细胞的制备和培养条件(细胞因子、浓度) MMP9和CCL1的shRNA序列及转染效率验证 DC-CIK细胞与白血病细胞共培养比例和时间 体内AML模型建立(HL-60细胞注射)和分组 T细胞相关细胞因子和耗竭标志物的检测方法

摘要

目的:树突状细胞(DC)是专门的抗原呈递细胞,细胞因子诱导的杀伤(CIK)细胞对多种肿瘤具有特异性杀伤活性。然而,DC-CIK细胞在急性髓系白血病(AML)中的潜在机制和功能仍 largely elusive。方法:从TCGA获取白血病患者的基因表达谱,使用quanTIseq方法评估DC细胞成分,并使用机器学习方法估计癌症干细胞评分。通过高通量测序获得正常人和AML患者的DC-CIK细胞转录组。通过RT-qPCR验证大的差异表达mRNA,并选择MMP9和CCL1进行后续体内和体外实验。结果:发现DC与癌症干细胞(p=0.008)以及MMP9表达与癌症干细胞(p=0.018)之间存在显著正相关。发现MMP9和CCL1在AML患者的DC-CIK细胞中高表达。单独敲除MMP9和CCL1的DC-CIK细胞对白血病细胞影响很小,而敲低DC-CIK细胞中的MMP9和CCL1增加了细胞毒性,抑制了白血病细胞的增殖,并诱导了凋亡。此外,我们证明MMP9和CCL1沉默的DC-CIK细胞显著升高了CD3+CD4+和CD3+CD8+细胞,并降低了CD4+PD-1+和CD8+PD-1+ T细胞。同时,阻断DC-CIK细胞中的MMP9和CCL1 dramatically增加了IL-2和IFN-γ,增加了CD107a+(LAMP-1)和颗粒酶B(GZMB),并下调了AML患者和AML模型小鼠的PD-1、CTLA4、TIM3和LAG3 T细胞。此外,敲低MMP9和CCL1的DC-CIK细胞中活化的T细胞也阻止了AML细胞的增殖并加速了凋亡。结论:我们的研究结果表明,阻断DC-CIK细胞中的MMP9和CCL1可通过激活T细胞显著增强AML的治疗效果。

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
探讨MMP9和CCL1在DC-CIK细胞中对AML的治疗作用及其机制。
核心机制
敲低MMP9和CCL1的DC-CIK细胞通过激活T细胞、增强T细胞功能并抑制T细胞耗竭,从而抑制AML细胞增殖并诱导凋亡。
主要证据
体外实验显示MMP9和CCL1沉默的DC-CIK细胞抑制白血病细胞增殖并促进凋亡,同时升高CD3+CD4+和CD3+CD8+ T细胞,降低PD-1+ T细胞,增加IL-2、IFN-γ、GZMB和LAMP-1水平;体内AML模型小鼠实验进一步验证了这些效果。
研究意义
该研究为DC-CIK细胞在AML临床免疫治疗中的应用提供了理论和实验依据。

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

癌症干细胞和DC成分分析

评估DC与癌症干细胞的相关性及其与预后的关系。

从TCGA获取AML患者基因表达谱,使用quanTIseq评估DC成分,使用机器学习方法估计癌症干细胞评分,并分析相关性。

2

DC-CIK细胞转录组测序

鉴定正常人和AML患者DC-CIK细胞中差异表达的mRNA。

分离PBMCs并制备DC-CIK细胞,提取RNA进行高通量测序,分析差异表达基因。

3

差异表达基因验证和靶基因选择

验证测序结果并选择MMP9和CCL1作为研究靶点。

通过RT-qPCR验证7个差异表达基因,发现MMP9和CCL1在AML患者DC-CIK细胞中高表达。

4

MMP9和CCL1敲低在DC-CIK细胞中的效果

验证shRNA敲低MMP9和CCL1的效率及其对LDH释放的影响。

用shRNA转染DC-CIK细胞,通过qRT-PCR和western blot验证敲低效率,并检测LDH浓度。

5

体外功能实验:对白血病细胞增殖和凋亡的影响

评估MMP9和CCL1沉默的DC-CIK细胞对白血病细胞增殖和凋亡的影响。

将转染后的DC-CIK细胞与白血病细胞共培养,检测增殖(CCK-8和EdU)和凋亡(流式细胞术)。

6

T细胞功能检测

评估MMP9和CCL1沉默的DC-CIK细胞对T细胞亚群、活化和耗竭的影响。

将转染后的DC-CIK细胞与T细胞共培养,通过流式细胞术检测T细胞亚群和PD-1表达,通过ELISA和qRT-PCR检测细胞因子和耗竭标志物。

7

体内动物实验

验证MMP9和CCL1沉默的DC-CIK细胞在AML模型小鼠中的治疗作用。

通过尾静脉注射HL-60细胞建立AML小鼠模型,然后注射修饰的DC-CIK细胞,检测T细胞功能和脾脏病理。

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。

验证分子表达变化
验证细胞功能变化
验证免疫效应
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI-1640培养基Gibco--
胎牛血清Thermo Fisher Scientific--
白细胞介素-4----
粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子----
肿瘤坏死因子-α----
干扰素-γ----
白细胞介素-2----
抗CD3单克隆抗体----
TRIzol试剂Invitrogen--
Illumina HiSeq 4000系统Illumina--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
CCK-8试剂盒Beyotime Institute of Biotechnology--
BeyoClick EdU-647细胞增殖试剂盒Beyotime Biotechnology--
Annexin V-FITC----
碘化丙啶----
FITC标记的CD4抗体----
FITC标记的CD8抗体----
FITC标记的PD-1抗体----
CellQuest软件BD Biosciences--
小鼠IL-2 ELISA试剂盒BeyotimePI575
小鼠IFN-γ ELISA试剂盒BeyotimePI508
小鼠GZMB ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0594c96T
小鼠LDH ELISA试剂盒BeyotimePI596
小鼠LAMP-1 ELISA试剂盒--EM1182
TRIzol试剂Takara9109
Bestar™ qPCR RT试剂盒DBI2220
Bestar™ qPCR MasterMixDBI2043
RIPA裂解液Beyotime--
SDS-PAGE凝胶Solarbio--
PVDF膜Millipore--
HRP标记的二抗Cell Signaling Technology--
ECL试剂盒Thermo Scientific--
ChemiDoc-X成像系统Bio-Rad--
人CD4+ T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec--
人CD8+ T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec--
抗PD-1抗体----
抗TIM3抗体----
抗LAG3抗体----
抗CTLA4抗体----

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
DC-CIK细胞制备
PBMC分离、DC分化条件(IL-4、GM-CSF、TNF-α浓度)、CIK诱导条件(IFN-γ、IL-2、anti-CD3浓度)、DC与CIK共培养比例和时间
阅读提示:Methods 2.2 Cell Culture
基因敲低
MMP9和CCL1 shRNA序列、转染试剂和浓度、转染时间、敲低效率验证
阅读提示:Methods 2.7 Cell Transfection
体外共培养实验
DC-CIK细胞与白血病细胞共培养比例、时间、CCK-8和EdU检测条件
阅读提示:Methods 2.8 Cell Proliferation
T细胞功能检测
T细胞分离方法、共培养条件、细胞因子和耗竭标志物检测方法
阅读提示:Methods 2.9 Flow Cytometry, 2.10 ELISA, 2.11 RT-qPCR
动物模型
小鼠品系、年龄、性别、HL-60细胞注射剂量、DC-CIK细胞注射剂量、分组、每组样本量
阅读提示:Methods 2.13 Animal