融合性水疱性口炎病毒联合自然杀伤T细胞免疫疗法控制转移性乳腺癌

Fusogenic vesicular stomatitis virus combined with natural killer T cell immunotherapy controls metastatic breast cancer.

作者信息Adam Nelson, Nichole McMullen, Simon Gebremeskel, Roberto De Antueno, Duncan Mackenzie, Roy Duncan, Brent Johnston
PMID38750591
发布时间2024-05-15
DOI10.1186/s13058-024-01818-5

实验完整度

包含体外细胞实验(MTT、合胞体形成、感染力)、体内原发性和转移性肿瘤模型,以及免疫表型分析、细胞毒性实验和存活分析等,多个独立证据层级且包含功能验证和机制验证。

主要模型

4T1三阴性乳腺肿瘤细胞系 皮下4T1原发肿瘤模型 转移性4T1乳腺肿瘤模型(手术切除后)

重点核对

病毒治疗剂量:VSV-p14和VSV-p15在原发模型中瘤内注射5×10^8或5×10^7 PFU/只 转移模型中静脉注射剂量:VSV-p14为5×10^8 PFU,VSV-p15为5×10^7 PFU NKT细胞激活:第18天静脉注射2×10^5个α-GalCer负载的树突状细胞 肿瘤细胞接种剂量:2×10^5个4T1细胞皮下注射 治疗时间点:原发模型在第10、12、14天瘤内注射;转移模型在第13、15、17天静脉注射

摘要

背景:转移性乳腺癌是女性癌症死亡的主要原因。目前的治疗方案常伴有不良副作用和较差的结果,表明需要有效的新疗法。免疫疗法可在许多癌症中提供持久的疗效;然而,在转移性三阴性乳腺癌中取得的成功有限。我们测试了联合不同免疫疗法是否能在临床前模型中靶向转移性三阴性乳腺癌。方法:使用原发性和转移性4T1三阴性乳腺肿瘤模型,我们检测了表达呼肠孤病毒来源的融合相关小跨膜蛋白p14(VSV-p14)或p15(VSV-p15)的溶瘤水疱性口炎病毒(VSVΔM51)的治疗效果。这些病毒单独或与通过过继转移α-半乳糖神经酰胺负载的树突状细胞介导的自然杀伤T(NKT)细胞激活疗法联合递送。结果:与对照溶瘤病毒(VSV-GFP)处理和未处理小鼠相比,单独使用VSV-p14或VSV-p15治疗原发性4T1肿瘤增加了免疫原性肿瘤细胞死亡,减弱了肿瘤生长,并增强了免疫细胞浸润和激活。当与NKT细胞激活疗法联合时,溶瘤VSV-p14和VSV-p15将转移性肺负担降低至所有小鼠中不可检测的水平,并产生了免疫记忆,表现为增强的体外回忆反应(肿瘤杀伤和细胞因子产生)以及再激发时肿瘤生长受损。结论:将NKT细胞免疫疗法与增强的溶瘤病毒疗法相结合,增强了对肺转移的抗肿瘤免疫靶向,为转移性乳腺癌提供了一种有前景的治疗策略。

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
联合增强的溶瘤病毒疗法与NKT细胞免疫疗法是否能在转移性三阴性乳腺癌的临床前模型中有效控制转移并改善生存。
核心机制
FAST蛋白增强VSV的合胞体形成能力,导致免疫原性细胞死亡增强,从而增加免疫细胞浸润和激活,与NKT细胞激活联合,协同增强抗肿瘤免疫,消除肺转移并产生免疫记忆。
主要证据
原发4T1模型中,VSV-p14和VSV-p15显著减缓肿瘤生长,增强钙网蛋白表面表达和血清HMGB1/CXCL10水平;转移模型中,与NKT细胞免疫疗法联合时,肺转移降至不可检测水平,100%生存,且CD8+ T细胞杀伤和细胞因子产生增强,再激发肿瘤生长受损。
研究意义
该联合疗法为转移性乳腺癌提供了一种有前景的治疗策略,并可能通过产生免疫记忆来减少复发。

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

FAST蛋白的病毒构建与体外合胞体形成和杀伤评估

比较不同FAST蛋白(p14、p15、p10ARV)对VSV合胞体形成及对肿瘤细胞杀伤能力的影响。

将FAST蛋白克隆到VSVΔM51骨架中,感染4T1细胞,观察合胞体形成,通过MTT和酸磷酸酶测定细胞活性,通过空斑实验测定病毒滴度。

2

原发4T1肿瘤模型中评估FAST蛋白增强VSV抗肿瘤活性

验证表达FAST蛋白的VSV在原发肿瘤模型中是否增强抗肿瘤效果。

皮下植入4T1肿瘤细胞后,瘤内注射VSV-GFP、VSV-p14、VSV-p15,监测肿瘤体积。

3

FAST蛋白增强VSV诱导的免疫原性细胞死亡

探究FAST蛋白对VSV诱导的免疫原性细胞死亡标志物的影响。

检测钙信号变化、钙网蛋白表面表达、血清HMGB1和CXCL10水平。

4

免疫细胞浸润和激活评估

检测FAST蛋白增强VSV是否增加肿瘤内免疫细胞浸润和激活。

最后一次病毒治疗后24小时,通过流式细胞术分析肿瘤和脾脏中的免疫细胞。

5

转移性4T1模型中联合治疗效果评估

评估VSV-FAST联合NKT细胞免疫疗法对转移性乳腺癌的控制效果。

在转移性4T1模型中,手术切除原发肿瘤后,静脉注射病毒,随后注射α-GalCer负载DC激活NKT细胞,监测生存及肺转移负荷。

6

免疫记忆和再激发验证

评估存活动物是否产生免疫记忆并抵抗肿瘤再挑战。

存活至第120天的小鼠在对侧乳房脂肪垫接种4T1细胞,监测肿瘤生长和重量。

7

免疫功能分析

验证联合治疗增强CD8+ T细胞的细胞毒性和细胞因子产生。

分离脾脏CD8+ T细胞,与4T1细胞共培养18小时,检测杀伤、凋亡和细胞因子(IFNγ、TNF)释放。

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Hyclone--
胎牛血清Hyclone--
青霉素/链霉素Hyclone--
RPMI-1640培养基----
L-谷氨酰胺----
非必需氨基酸----
粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子PeproTech--
白细胞介素-4PeproTech--
α-半乳糖神经酰胺 (KRN7000)DiagnoCine--
MTT试剂Sigma--
二甲基亚砜----
吉姆萨染色----
俄勒冈绿----
膜联蛋白VBioLegend--
抗钙网蛋白抗体Abcamab2907
Alexa Fluor 647二抗Life TechnologiesA21244
HMGB1 ELISA试剂盒Elabscience--
CXCL10 ELISA试剂盒eBioscience--
IFNγ ELISA试剂盒eBioscience--
TNF ELISA试剂盒eBioscience--
FACSCelesta流式细胞仪BD Biosciences--
FlowJo 10.7.1软件BD Biosciences--
EasySep APC阳性选择试剂盒IIStemCell--
FluoroBrite DMEM培养基Thermo Fisher--
潮霉素----
efluor450可固定活力染料Thermo Fisher--
Brilliant染色缓冲液BD Biosciences--
PercollCytiva--
6-硫鸟嘌呤Alfa Aesar--
亚甲蓝BioShop--
血清分离管Sarstedt--

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
原发肿瘤模型
4T1细胞接种数量(2×10^5)、病毒给药剂量(5×10^8或5×10^7 PFU)、注射时间(第10、12、14天)、肿瘤体积测量方法
阅读提示:见“Breast cancer models”部分及图2A
转移性肿瘤模型
肿瘤切除时间(第12天)、病毒剂量(VSV-p14 5×10^8 PFU、VSV-p15 5×10^7 PFU)、NKT细胞激活方案(第18天注射2×10^5个负载α-GalCer的DC)
阅读提示:见“Breast cancer models”部分及图5A
病毒构建与生产
VSVΔM51平台、FAST基因插入位点(XhoI和NheI)、病毒纯化方法(20%蔗糖垫、160,000×g离心90分钟)
阅读提示:见“Generation of recombinant VSV”和“Virus purification”部分
免疫原性细胞死亡检测
检测时间(第三次病毒注射后24小时)、样本处理(肿瘤机械分散、血清分离)、检测指标(钙网蛋白、HMGB1、CXCL10)
阅读提示:见“Immunogenic cell death”部分及图3C
免疫表型分析
样本采集时间(末次处理后24小时或NKT激活后7天)、抗体panel、流式仪器和软件
阅读提示:见“Flow cytometry and immune phenotyping”部分及图4、图7