癌症相关成纤维细胞通过CCL5-CCR5旁分泌轴促进前列腺癌中恩杂鲁胺耐药和PD-L1表达

Cancer-associated fibroblasts promote enzalutamide resistance and PD-L1 expression in prostate cancer through CCL5-CCR5 paracrine axis.

作者信息Zhi Xiong, Shun-Li Yu, Zhao-Xiang Xie, Rui-Lin Zhuang, Shi-Rong Peng, Qiong Wang, Ze Gao, Bing-Heng Li, Jun-Jia Xie, Hai Huang, Kai-Wen Li
PMID38646169
期刊iScience
发布时间2024-04
DOI10.1016/j.isci.2024.109674

实验完整度

包含人原代CAFs/NFs分离鉴定、转录组分析、体外细胞功能及机制实验、体内异种移植瘤模型及免疫组化验证等独立证据层级,并有明确功能验证与机制验证。

主要模型

22RV1和C4-2细胞系 人原代CAFs和NFs 22RV1异种移植瘤模型(BALB/c裸鼠)

重点核对

CAFs和NFs的分离来源及配对验证 恩杂鲁胺处理浓度和时间(10 μM,24小时) CCL5重组蛋白浓度(20或40 ng/mL) CCR5拮抗剂MVC和AKT抑制剂MK-2206的处理浓度 动物模型中细胞接种比例(1:1)、给药剂量及分组

摘要

癌症相关成纤维细胞(CAFs)已被证明在前列腺癌治疗耐药中发挥关键作用,但CAFs在前列腺癌恩杂鲁胺治疗初期过程中的作用仍不清楚。我们的研究揭示,CAFs分泌CCL5,促进前列腺癌细胞中雄激素受体(AR)表达上调,导致对恩杂鲁胺治疗的耐药。此外,CCL5还增强肿瘤程序性死亡配体1(PD-L1)的表达,导致免疫逃逸。机制上,CCL5与前列腺癌细胞上的受体CCR5结合,并激活AKT信号通路,导致AR和PD-L1上调。CCR5拮抗剂马拉维罗抑制CAFs介导的CCL5信号通路,可有效降低AR和PD-L1的表达,并提高恩杂鲁胺的疗效。本研究强调了一种靶向CCL5-CCR5信号通路以提高恩杂鲁胺疗效的有前景的治疗方法。

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
CAFs是否通过CCL5-CCR5旁分泌轴影响前列腺癌细胞对恩杂鲁胺的敏感性及PD-L1表达?
核心机制
CAFs分泌的CCL5与前列腺癌细胞上的CCR5结合,激活AKT信号通路,上调AR和PD-L1表达,导致恩杂鲁胺耐药和免疫逃逸。
主要证据
体外实验显示CAF-CM或CCL5可降低恩杂鲁胺诱导的凋亡并增加细胞存活,而siRNA敲低CCL5或CCR5、中和抗体、MVC或MK-2206可逆转这些效应;体内异种移植瘤模型证实MVC联合恩杂鲁胺显著抑制肿瘤生长。
研究意义
靶向CCL5-CCR5轴可增强恩杂鲁胺疗效,并可能为联合免疫检查点抑制剂治疗晚期前列腺癌提供新策略。

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

分离和鉴定患者来源的CAFs和NFs

验证从人前列腺癌组织中分离的CAFs和NFs的纯度和特征。

从30例前列腺癌患者的根治性前列腺切除术标本中分离肿瘤和良性组织,通过酶消化获得原代成纤维细胞,并用流式细胞术、Western blot和免疫荧光检测标志物。

2

评估CAF-CM对恩杂鲁胺诱导的细胞凋亡和存活的影响

确定CAFs是否通过旁分泌方式保护前列腺癌细胞免受恩杂鲁胺的细胞毒性。

用CAF-CM或对照培养基预处理22RV1和C4-2细胞24小时,随后加入Enz或DMSO处理24小时,通过AnnexinV FITC/PI染色和CCK-8检测凋亡和细胞存活。

3

转录组分析及CCL5表达验证

鉴定CAFs中差异表达基因并验证CCL5的表达和分泌。

对3组配对NFs和CAFs进行RNA-seq,GSEA分析富集通路,通过RT-qPCR、免疫荧光、ELISA检测CCL5表达和分泌,并在TCGA-PRAD中分析相关性和表达差异。

4

验证CCL5在恩杂鲁胺耐药中的作用

验证CCL5是否模拟CAF-CM的保护作用,以及敲低或中和CCL5是否减弱该效应。

用重组人CCL5处理22RV1和C4-2细胞,或使用siRNA敲低CAFs中CCL5、或使用中和抗体预处理CAF-CM,然后进行凋亡和存活分析。

5

验证CCR5在CAF介导的耐药中的作用

确定CCL5-CCR5轴是否介导CAFs对前列腺癌细胞恩杂鲁胺耐药的影响。

使用siRNA敲低22RV1和C4-2细胞中CCR5,或用CCR5拮抗剂MVC预处理,然后加入CAF-CM和Enz,检测凋亡和存活。

6

探索下游AKT信号通路和AR表达调控

明确CCL5-CCR5信号是否通过AKT通路上调AR表达。

通过Western blot检测AKT磷酸化和AR表达,使用MVC和AKT抑制剂MK-2206进行干预,分析CCL5诱导的AKT激活和AR上调是否被抑制。

7

体内异种移植瘤模型评估联合治疗

评估MVC联合Enz在体内对CAF促进的肿瘤生长的影响。

将22RV1细胞与CAFs以1:1比例皮下接种BALB/c裸鼠,10天后随机分组,分别给予Enz、MVC、Enz+MVC或对照,监测肿瘤体积和体重。

8

探究CCL5对PD-L1表达的调控

研究CCL5是否通过CCR5-AKT轴上调肿瘤细胞PD-L1表达。

用CCL5处理22RV1和C4-2细胞,通过RT-qPCR、Western blot和流式细胞术检测PD-L1表达,并用MVC和MK-2206进行干预验证信号通路。

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
I型胶原酶WorthingtonLS004194
RPMI 1640培养基GibcoC11875
DMEM培养基GibcoC11995
胎牛血清ExCell BioFSP500
青霉素-链霉素Gibco15140
二甲基亚砜SolarbioD8371
基质胶Corning354262
恩杂鲁胺Selleck ChemicalsS1250
马拉维罗Selleck ChemicalsS2003
MK-2206 AKT抑制剂Selleck ChemicalsS1078
重组人RANTES (CCL5)PeproTechAF-300-06
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Invitrogen13778150
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒ElabscienceE-CK-A211
CCK-8细胞计数试剂盒APExBIOK1018
CCL5 ELISA试剂盒J&L BiologicalJL11689
TRIzol试剂ThermoFisher15596
RNA快速纯化试剂盒ESscienceRN001
ChamQ通用SYBR qPCR预混液VazymeQ711
HiScript III一步法RT SuperMixVazymeR333
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0011
蛋白酶抑制剂混合物(100x)CwbiotechCW2200S
磷酸酶抑制剂混合物(100x)CwbiotechCW2383S
180 kDa预染蛋白MarkerThermoFisher26617
一步法PAGE凝胶快速制备试剂盒EpiZymePG212
PVDF膜Merck milliporeISEQ00010
脱脂奶粉Biofroxx1172
牛血清白蛋白ServicebioGC305010
5X SDS-PAGE电泳缓冲液BeyotimeP0286
DAPI染色液BeyotimeC1006
BALB/c裸鼠Gempharmatech--
FITC抗人CD326 (EpCAM)抗体Biolegend369813
APC抗人CD140a (PDGFRα)抗体Biolegend323511
FITC抗人CD45抗体4A BiotechFHF045-01
PE抗人CD31抗体4A BiotechFHP031-01
APC抗人PD-L1 (B7-H1)抗体ProteintechAPC-65081
α-平滑肌肌动蛋白(D4K9N) XP®兔单抗Cell Signaling Technology19245
波形蛋白(D21H3) XP®兔单抗Cell Signaling Technology5741
抗PDGFR alpha抗体Abcamab203491
成纤维细胞活化蛋白α (FAP)兔单抗AbclonalA11572
Akt (pan) (C67E7)兔单抗Cell Signaling Technology4691
磷酸化Akt (Ser473) (D9E) XP®兔单抗Cell Signaling Technology4060
雄激素受体兔单抗AbclonalA19611
PD-L1/CD274单克隆抗体Proteintech66248
GAPDH兔单抗AbclonalA19056
重组抗alpha微管蛋白抗体ServicebioGB15201
抗Ki67兔多抗ServicebioGB111499
抗Cleaved-Caspase-3兔多抗ServicebioGB11532
RANTES多克隆抗体Proteintech12000-1-AP
人CCL5/RANTES抗体R&DAF-278-SP
HyperFluor™ 488山羊抗兔IgG (H+L)抗体APExBIOK1206
FITC山羊抗小鼠IgG (H+L)抗体APExBIOK1201
Cy3山羊抗小鼠IgG (H+L)抗体APExBIOK1207
HRP山羊抗兔IgG (H+L)抗体APExBIOK1223
PEG300Selleck ChemicalsS6704
吐温80Selleck ChemicalsS6702

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
CAF和NF分离
组织来源、消化条件(胶原酶浓度、时间)、细胞传代次数
阅读提示:STAR Methods: Primary PCa specimens and isolation of primary fibroblasts
体外细胞处理
细胞系、CAF-CM预处理时间、Enz浓度、CCL5浓度、MVC和MK-2206浓度
阅读提示:Figure legends 1-5
体内动物模型
小鼠品系、细胞接种数量及比例、给药剂量和方案、分组及样本量
阅读提示:STAR Methods: Animal studies and Figure 6
细胞功能检测
凋亡检测方法、CCK-8检测时间点
阅读提示:STAR Methods: Flow cytometric analysis and Cell survival analysis
蛋白表达检测
Western blot条件(抗体、蛋白上样量等)
阅读提示:STAR Methods: Western blot