健脾养正消癥方通过抑制外泌体PD-L1缓解胃癌进展

Jianpi Yangzheng Xiaozheng decoction alleviates gastric cancer progression via suppressing exosomal PD-L1.

作者信息Yanzhen Chen, Jiayun Liu, Yuxuan Chen, Ruijuan Zhang, Jialei Tao, Xu Chen, Haidan Wang, Qingmin Sun, Jian Wu, Shenlin Liu
PMID37601051
发布时间2023-08-14
DOI10.3389/fphar.2023.1159829

实验完整度

包含体外细胞实验、体内异种移植瘤模型、临床患者样本及数据库分析等多个独立证据层级,并兼有功能验证(MDSCs扩增)和机制验证(IL-6/JAK2/STAT3通路)。

主要模型

MKN74人胃癌细胞系 MFC小鼠胃癌细胞系 615系小鼠异种移植瘤模型 IIA-IIIB期胃癌患者队列

重点核对

JPYZXZ提取物浓度:体外IC50约11.57 mg/mL,高剂量12 mg/mL,低剂量6 mg/mL 615系小鼠分组:模型组、JPYZXZ低剂量组(470 mg/kg)、高剂量组(950 mg/kg)、GW4869组(2.5 μg/g腹腔注射) BM-MDSCs诱导:100 μg/mL外泌体,20 ng/mL GM-CSF,培养4天 临床患者:FOLFIRI化疗,JPYZXZ治疗组15例,对照组15例,JPYZXZ剂量200 mL/次,每日2次,每周4次,连续3个月 统计显著性:p < 0.05,使用Student's t检验或单因素方差分析

摘要

健脾养正消癥方(JPYZXZ)是一种经验性中药方剂,据报道可显著延长晚期胃癌(GC)患者的生存期。然而,其潜在机制尚未完全阐明。本研究旨在探讨JPYZXZ调控GC进展的可能机制。我们首先证实了JPYZXZ在GC MKN74细胞和615系小鼠中的抑制作用,这可能由IL-6/JAK2/STAT3通路依赖的PD-L1表达介导。此外,我们发现JPYZXZ降低了MFC小鼠细胞、异种移植GC模型以及IIA-IIIB期GC患者中GC来源的外泌体PD-L1的表达水平。我们进一步发现,在TISIDB数据库中,不同类型的肿瘤浸润免疫细胞中,PD-L1表达与GC中髓源性抑制细胞(MDSCs)的相关性最强。我们分离了MFC细胞上清液中的外泌体,并与C57BL/6小鼠的骨髓细胞共培养,进一步揭示了MDSCs的扩增是由GC来源的外泌体PD-L1介导的。同时,我们的结果表明,JPYZXZ抑制了外泌体PD-L1从GC细胞向骨髓细胞的递送,从而减轻了肿瘤微环境中外泌体PD-L1诱导的MDSCs分化和扩增。这导致615系小鼠中多种免疫抑制因子水平降低,包括iNOS、Arg-1、TGF-β、IL-10和IL-6。此外,临床数据也显示,在IIA-IIIB期GC患者接受JPYZXZ治疗下,外泌体PD-L1与多形核MDSCs之间存在显著的正相关关系。总之,我们的研究证实,外泌体PD-L1可能是控制GC中MDSCs分化的关键因素。JPYZXZ通过抑制外泌体PD-L1介导的MDSCs扩增来缓解GC进展,从而重塑免疫抑制性肿瘤微环境,这为JPYZXZ通过PD-L1治疗GC的临床应用提供了实验证据。

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
JPYZXZ是否通过调控外泌体PD-L1介导的MDSCs扩增来缓解胃癌进展?
核心机制
JPYZXZ通过抑制IL-6/JAK2/STAT3通路降低PD-L1表达,进而减少GC来源的外泌体PD-L1递送至骨髓细胞,抑制MDSCs分化和扩增,重塑免疫抑制性肿瘤微环境。
主要证据
体外MKN74和MFC细胞实验显示JPYZXZ降低PD-L1表达;BM-MDSCs共培养实验证实外泌体PD-L1促进MDSCs扩增;615系小鼠异种移植瘤模型中JPYZXZ减少肿瘤生长、MDSCs数量和免疫抑制因子;临床患者样本显示JPYZXZ降低外泌体PD-L1和PMN-MDSCs水平。
研究意义
该研究为JPYZXZ通过PD-L1治疗胃癌的临床应用提供了实验证据,并提示外泌体PD-L1可作为胃癌治疗的潜在靶点。

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

JPYZXZ指纹图谱建立与质量控制

确保JPYZXZ制备的稳定性和一致性,为后续实验提供物质基础。

制备10批JPYZXZ,采用UPLC-Orbitrap-MS分析,建立指纹图谱,评估精密度、稳定性和重复性。

2

体外验证JPYZXZ对GC细胞PD-L1表达的影响

验证JPYZXZ是否抑制GC细胞中PD-L1的表达及其潜在机制。

使用CCK8确定IC50,免疫荧光和Western blot检测PD-L1、IL-6/JAK2/STAT3通路蛋白表达。

3

验证JPYZXZ对GC细胞外泌体PD-L1的抑制作用

确定JPYZXZ是否调节GC细胞分泌的外泌体PD-L1水平。

从MFC细胞上清中分离外泌体,Western blot检测外泌体PD-L1,并建立PD-L1过表达细胞株验证JPYZXZ的特异性。

4

体外共培养验证外泌体PD-L1对MDSCs分化的影响

验证GC细胞来源的外泌体PD-L1是否促进MDSCs扩增,以及JPYZXZ的干预作用。

从C57BL/6小鼠骨髓分离细胞,与外泌体共培养,流式细胞术检测MDSCs比例。

5

体内异种移植瘤模型验证JPYZXZ的抗肿瘤作用及机制

在体内验证JPYZXZ通过抑制外泌体PD-L1减少MDSCs扩增,从而抑制肿瘤生长。

615系小鼠皮下接种MFC细胞,分组给药,测量肿瘤体积和体重,检测肿瘤组织PD-L1、通路蛋白、血清外泌体PD-L1、MDSCs比例及免疫抑制因子。

6

临床患者验证JPYZXZ对外泌体PD-L1和MDSCs的影响

验证JPYZXZ在胃癌患者中是否降低外泌体PD-L1和MDSCs水平。

IIA-IIIB期GC患者接受化疗或化疗联合JPYZXZ,治疗前后检测外周血中外泌体PD-L1和MDSCs比例。

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Gibco--
新生牛血清Evergreen Company--
CCK-8试剂盒DajinboKV500
ExoQuick外泌体提取试剂System BiosciencesEXOQ5TM-1
透射电子显微镜PhilipsTecnai-12
纳米颗粒追踪分析仪Particle Metrix--
Lipo3000转染试剂Thermo--
RIPA裂解液----
抗iNOS抗体Proteintech22226-1-AP
抗PD-L1抗体Proteintech66248-1-Ig
抗Arg-1抗体Proteintech16001-1-AP
抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
抗CD9抗体Proteintech20597-1-AP
抗CD63抗体Proteintech25682-1-AP
抗TSG101抗体Proteintech28283-1-AP
抗JAK2抗体Cell Signaling Technology3230S
抗STAT3抗体Proteintech10253-2-AP
抗p-STAT3抗体Cell Signaling Technology9145S
抗IL-6抗体Cell Signaling Technology12912S
辣根过氧化物酶标记二抗ZSGB-BIOZB-2305
ECL化学发光液BeyotimeP0018FS
GW4869MedChemExpressHY-19363
Hank's平衡盐溶液Gibco14065056
红细胞裂解液BeyotimeC3702
粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子Peprotech031955
Dil染料BeyotimeC1036
封闭液BeyotimeP0260
抗CD11b抗体Abcamab13357
抗Gr-1抗体BioLegend108448
AF488标记抗CD45抗体ElabscienceE-AB-F1136L
PE/Dazzle™594标记抗CD11b抗体BioLegend101256
APC标记抗Gr-1抗体BioLegend108412
FACSVerse流式细胞仪BD Biosciences--
PE-CY7标记抗CD11b抗体BD Pharmingen557743
PE标记抗CD14抗体BioLegend301806
FITC标记抗CD15抗体BioLegend323004
APC标记抗HLA-DR抗体BioLegend307610
BCA蛋白分析试剂盒Beyotime Biotechnology--
人PD-L1 ELISA试剂盒JiyinmeiBioJYM1968Hu
小鼠PD-L1 ELISA试剂盒JiyinmeiBioJYM0144Mo
IL-6、IFN-γ、IL-10、TNF-α、TGF-β ELISA试剂盒JiyinmeiBioJYM0012Mo,

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
MKN74和MFC细胞系来源(中科院上海细胞库);培养基RPMI 1640 + 10%新生牛血清;培养条件37°C、5% CO2
阅读提示:Methods 2.4 Cell lines and cell culture
药物制备
JPYZXZ提取流程:1.6 L蒸馏水浸泡30分钟,煮沸1小时,再次加水煮沸40分钟,合并滤液浓缩至相对密度1.16,醇沉至85%乙醇,静置24小时,冻干;提取率约7.3g/203g生药
阅读提示:Methods 2.1 Composition and preparation of JPYZXZ decoction
体外给药
IC50约11.57 mg/mL;高剂量12 mg/mL,低剂量6 mg/mL;处理24小时
阅读提示:Results 3.2 JPYZXZ diminished the expression of PD-L1 in GC cells via the IL-6/JAK2/STAT3 axis; Figure 3A
外泌体分离与鉴定
血清样本400 μL;细胞培养上清超速离心:800g 5min, 2000g 10min, 10000g 30min, 100000g 80min×2;ExoQuick试剂盒
阅读提示:Methods 2.6 Isolation and identification of exosomes from serum and cell culture supernatants
MDSCs诱导
C57BL/6小鼠骨髓细胞;外泌体浓度100 μg/mL;GM-CSF 20 ng/mL;培养4天
阅读提示:Methods 2.11 MDSCs were generated from bone marrow (BM) progenitors
动物模型
615系小鼠,雄性,6-8周龄;MFC细胞5×10^7/mL,200 μL皮下接种;分组:模型、JPYZXZ-L(470 mg/kg)、JPYZXZ-H(950 mg/kg)、GW4869(2.5 μg/g腹腔注射);每天给药;实验周期21天
阅读提示:Methods 2.10 Establishment of xenograft tumor model
临床研究
IIA-IIIB期GC患者;FOLFIRI化疗;JPYZXZ治疗组15例,对照组15例;JPYZXZ剂量200 mL/次,每日2次,每周4次,连续3个月;治疗前后检测外周血
阅读提示:Methods 2.15 Patients and clinical data