二至丸逆转黑色素瘤微环境中PD-L1介导的免疫抑制

Erzhi pills reverse PD-L1-mediated immunosuppression in melanoma microenvironment.

作者信息Zhirui Fang, Yuejin Xue, Yuze Leng, Lusha Zhang, Xiuyun Ren, Ning Yang, Jing Chen, Lu Chen, Hong Wang
PMID38317912
期刊Heliyon
发布时间2024-01-18
DOI10.1016/j.heliyon.2024.e24988

实验完整度

研究包含体外细胞活力/凋亡检测、体内移植瘤模型、流式细胞术和IHC分析T细胞、共培养杀伤实验和western blot机制验证,但体内药效剂量依赖关系未充分验证,机制通路验证部分仅为相关性。

主要模型

C57BL/6小鼠B16F10黑色素瘤移植瘤模型 B16F10小鼠黑色素瘤细胞系 A375人黑色素瘤细胞系 Jurkat人T淋巴细胞系与A375共培养模型

重点核对

B16F10细胞皮下注射剂量和途径(6×10^4 cells/200 μL PBS,右侧腹) EZP给药剂量和途径(0.59, 1.17, 2.34 g/kg/天,灌胃,连续14天) DTIC阳性对照剂量和给药方式(70 mg/kg,腹腔注射,隔日一次) 细胞处理条件(EZP提取物浓度0.001-1 μg/mL,处理24-72小时) 共培养效应细胞与靶细胞比例(E:T=10:1,共培养72小时)

摘要

背景:旨在激活免疫系统的癌症免疫疗法,特别是通过阻断免疫检查点,已成为治疗晚期癌症患者的成功方式。然而,其临床实践常因高成本、低初始应答率和严重副作用而受到限制。需要新的策略来补充和推进这种生物疗法。二至丸(EZP)具有多种药理作用,包括免疫调节、抗肿瘤和抗衰老。我们假设EZP可以通过免疫调节发挥其抗肿瘤作用。目的:本研究旨在探讨EZP的抗肿瘤活性,并明确其分子机制。方法:通过应用具有高免疫浸润的黑色素瘤模型,我们确定了EZP的抗黑色素瘤作用。为了确定这种作用是否通过直接靶向肿瘤细胞介导,在体外检查了细胞活力和凋亡。使用网络药理学分析预测EZP通过免疫反应对黑色素瘤的潜在机制。进行了流式细胞术、免疫组织化学(IHC)、酶联免疫吸附试验(ELISA)和结晶紫(CV)实验来检测EZP介导的T细胞浸润和功能。通过体内和体外的蛋白质印迹进一步研究了EZP的机制。结果:给予EZP显著抑制了肿瘤重量和体积。EZP提取物只能略微降低细胞活力并诱导黑色素瘤凋亡。网络药理学分析预测JAK-STAT信号通路和T细胞受体信号通路可能参与EZP治疗。流式细胞术和IHC分析显示,EZP增加了CD4+ T细胞的数量,并增强了CD8+ T细胞的功能。在共培养实验中,EZP提高了T细胞的杀伤能力。蛋白质印迹显示,EZP处理降低了PD-L1信号通路。结论:这些发现表明,EZP通过诱导凋亡和阻断PD-L1以激活T细胞来发挥抗黑色素瘤作用。EZP可能代表一种有前景的癌症免疫治疗候选药物。

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
探讨二至丸(EZP)在黑色素瘤中的抗肿瘤作用及其分子机制。
核心机制
EZP通过诱导肿瘤细胞凋亡和阻断PD-L1信号通路,进而激活T细胞,增强其抗肿瘤免疫应答。
主要证据
体内移植瘤模型显示EZP抑制肿瘤生长;体外实验显示EZP诱导凋亡并降低PD-L1表达;流式细胞和IHC显示EZP增加CD4+ T细胞比例并增强CD8+ T细胞功能(granzyme B表达增加);共培养实验显示EZP增强T细胞杀伤能力(LDH释放增加,IL-2分泌增加)。
研究意义
EZP可能成为癌症免疫治疗的有前景的候选药物,并为其临床应用提供药理学证据。

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

体内抗肿瘤药效评估

验证EZP在B16F10黑色素瘤移植瘤模型中的抗肿瘤作用

将B16F10细胞皮下注射至C57BL/6小鼠,接种后给予不同剂量EZP(0.59, 1.17, 2.34 g/kg/天)或DTIC阳性对照,测量肿瘤重量和体积。

2

体外抗肿瘤活性检测

确定EZP是否通过直接靶向肿瘤细胞发挥抗肿瘤作用

用不同浓度EZP提取物处理B16F10和A375细胞,检测细胞活力(MTT)和凋亡相关蛋白表达(Western blot)。

3

网络药理学预测机制

预测EZP通过免疫反应治疗黑色素瘤的潜在分子机制

利用多个数据库预测EZP活性成分靶点,与黑色素瘤和免疫相关靶点取交集,构建PPI网络,进行GO和KEGG富集分析。

4

T细胞浸润和功能分析

评估EZP对肿瘤微环境中T细胞数量和功能的影响

通过流式细胞术分析脾脏和肿瘤中CD4+和CD8+ T细胞比例,通过IHC检测肿瘤组织中CD4+、CD8+和granzyme B的表达。

5

T细胞杀伤功能验证

验证EZP能否增强T细胞对黑色素瘤细胞的杀伤能力

建立Jurkat细胞(效应细胞)和A375细胞(靶细胞)共培养模型,加入EZP提取物处理,检测细胞存活(CV染色)、LDH释放和IL-2分泌。

6

机制验证(PD-L1信号通路)

验证EZP是否通过影响PD-L1及其上游信号通路发挥作用

在体外IFN-γ诱导的A375细胞和体内肿瘤组织中,通过Western blot检测PD-L1、p-STAT1、NF-κB p65的表达。

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
二至丸Jiangxi Yaodu Zhangshu Pharmaceutical Co., LtdZ36021716
达卡巴嗪MedChemExpressHY-B0078
聚乙二醇300MedChemExpressHY-Y0873
二甲基亚砜Sigma-Aldrich20-139
MTT试剂Sigma-AldrichM2128
三溴乙醇Sigma-AldrichT48402
叔戊醇Sigma-Aldrich152463
重组小鼠干扰素-γPeproTech315-05
磷酸盐缓冲液SolarbioP1020
红细胞裂解液SolarbioR1010
0.9%无菌生理盐水Guangdong Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd1501251
牛血清白蛋白Biofroxx4240GR100
吐温-20MacklinT6335
免疫组织化学试剂盒BosterSA1022
Jurkat细胞Beina BioBNCC338675
DMEM培养基Biological Industries--
RPMI 1640培养基Biological Industries--
青霉素/链霉素Biological Industries--
热灭活胎牛血清Biological Industries--
抗PD-L1抗体AbclonalA18103
抗半胱天冬酶-3抗体Cell Signaling Technology#14220
抗裂解半胱天冬酶-3抗体Cell Signaling Technology#9664
抗Bcl-2抗体Cell Signaling Technology#3498
抗Bcl-xl抗体Cell Signaling Technology--
抗Bax抗体Cell Signaling Technology#2772
抗STAT1抗体Cell Signaling Technology#14994
抗磷酸化STAT1抗体Cell Signaling Technology#9167
抗NF-κB p65抗体Cell Signaling Technology#8242
抗GAPDH抗体Cell Signaling Technology#5174
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgGBeijing ZSGB-BIO Technology Co., Ltd.ZB-2301
Super ECL检测试剂YEASEN36208ES60
Amersham Imager 680成像系统GE--
PerCP/Cyanine5.5抗小鼠CD3抗体ElabscienceE-AB-F1013J
FITC抗小鼠CD8a抗体ElabscienceE-AB-F1104C
PE抗小鼠CD4抗体ElabscienceE-AB-F1097D
BD Accuri C6 plus流式细胞仪BD Biosciences--
抗CD4抗体Cell Signaling TechnologyD7D2Z #25229
抗CD8抗体Cell Signaling TechnologyD4W2Z #98941
抗颗粒酶B抗体Cell Signaling TechnologyE5V2L #44153
尼康Eclipse E400显微镜Nikon--
纯化抗人CD3抗体BioLegend317301
纯化抗人CD28抗体BioLegend302901
结晶紫BeyotimeC0121
尼康Eclipse Ts2显微镜Nikon--
LDH检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA020-1
人IL-2 ELISA试剂盒Wuhan jiyinmei Biotechnology Co., Ltd.JYM0146Hu
Molecular Device FlexStation 3酶标仪Molecular Device--

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
体内药效实验
肿瘤细胞接种量(6×10^4 cells)、EZP剂量(0.59, 1.17, 2.34 g/kg/天)、给药途径(灌胃)、给药周期(14天)、DTIC剂量(70 mg/kg)和途径(腹腔注射)
阅读提示:Methods 2.5 Melanoma model and treatment,Figure 1A
体外细胞处理
EZP提取物浓度(0.001-1 μg/mL)、处理时间(24-72 h)、细胞密度(1.5×10^5 cells/mL for Western blot)、IFN-γ浓度(10 ng/mL)和处理时间(24 h)
阅读提示:Methods 2.4 Cell culture and drug treatment,2.6 MTT assays,Figure 2
流式细胞术分析
脾细胞分离方法、抗体克隆号和荧光标记、染色条件(4°C 30 min)
阅读提示:Methods 2.9 Flow cytometry,Figure 4A-D
免疫组织化学
抗体(CD4, CD8, GZMB)、切片厚度(5 μm)、抗原修复方法、计数方法(400倍下3个视野)
阅读提示:Methods 2.10 Immunohistochemistry,Figure 4E-H
共培养杀伤实验
A375细胞预处理(EZP浓度和处理时间)、IFN-γ刺激(10 ng/mL 24 h)、Jurkat激活(anti-CD3/CD28)、E:T比(10:1)、共培养时间(72 h)
阅读提示:Methods 2.11 Co-culture of Jurkat and A375 cells,Figure 5
Western blot
蛋白质上样量(20 μg)、抗体稀释比例、孵育条件(4°C过夜)
阅读提示:Methods 2.7 Western blotting