通过STAT3通路阻断调节Mutp53驱动的CRPC中的免疫抑制性肿瘤微环境并抑制其生长

Modulating the Immunosuppressive Tumor Microenvironment and Inhibiting Growth in Mutp53-Driven CRPC via STAT3 Pathway Blockade.

作者信息Zichen Bian, Jia Chen, Yufan Wang, Chen Jin, Chaozhao Liang, Jialin Meng, Meng Zhang
PMID40384867
发布时间2025-04-22
DOI10.7150/ijbs.111732

实验完整度

高

包含临床样本数据分析、CRISPR/Cas9基因编辑细胞模型、体外功能实验、小鼠体内模型、免疫微环境分析(流式、免疫荧光、ELISA)及机制验证(Co-IP),证据层级多样。

主要模型

RM-1小鼠前列腺癌细胞(Trp53 p.R245Q突变) C57BL/6小鼠皮下移植瘤模型 C4-2人前列腺癌细胞系 HEK293T细胞

重点核对

TP53突变状态:Trp53 p.R245Q(对应人TP53 p.R248Q)在RM-1细胞中的引入,以及C4-2细胞中TP53敲除 JAK2和STAT3抑制剂给药方案:STAT3抑制剂(10 mg/kg,口服,隔日,7天)和Jak-2抑制剂(20 mg/kg,口服,每日,13天) 肿瘤模型:RM-1细胞皮下注射(1×10⁶细胞),与Matrigel混合 免疫细胞分型标志物:F4/80+CD86+(M1)和F4/80+CD206+(M2)巨噬细胞,CD4+Foxp3+ Treg 细胞因子检测:IFN-γ、IL-10、TGF-β(ELISA)

摘要

TP53的突变,特别是p.R248Q变体,通过重塑肿瘤微环境(TME)促进去势抵抗性前列腺癌(CRPC)的进展。本研究探讨了p.R248Q(mutp53)对免疫抑制和CRPC进展的影响。我们通过CRISPR/Cas9将Trp53 p.R245Q突变引入RM-1小鼠前列腺癌(PCa)细胞,该突变模拟人类TP53 p.R248Q。将这些细胞植入C57BL/6小鼠以模拟肿瘤进展和免疫相互作用。小鼠接受JAK2和STAT3抑制剂治疗以评估免疫和肿瘤反应。通过组织学、免疫荧光、流式细胞术、酶联免疫吸附测定(ELISA)和生物信息学分析肿瘤行为和免疫反应。研究结果在C4-2人PCa细胞系中得到验证。与野生型p53相比,27%的PCa患者存在TP53突变,并且与总生存期(p < 0.001,HR = 1.97)和无复发生存期(p = 0.02,HR = 1.62)的降低显著相关。p.R248Q突变最为普遍。基因编辑的mutp53细胞表现出增殖和致瘤性增加。筛选和验证证实,mutp53肿瘤中IL6/JAK2/STAT3通路的激活导致免疫微环境改变。流式细胞术和免疫荧光显示免疫抑制特征,促炎细胞因子减少,抗炎因子升高。免疫共沉淀显示mutp53与SHP1竞争STAT3结合,维持其激活。抑制STAT3减少了mutp53驱动的免疫抑制和肿瘤进展。Mutp53通过STAT3通路促进免疫抑制性TME并促进CRPC进展,强调了其作为治疗靶点的潜力。

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
TP53 p.R248Q突变如何通过调节肿瘤微环境促进去势抵抗性前列腺癌(CRPC)的进展?
核心机制
Mutp53通过与SHP1竞争结合STAT3,抑制STAT3去磷酸化,导致STAT3持续激活,进而促进免疫抑制性肿瘤微环境形成和CRPC进展。
主要证据
在RM-1和C4-2细胞中,mutp53增加增殖和集落形成;体内实验显示肿瘤生长加快;Co-IP显示mutp53与STAT3结合增强,SHP1敲低增加p-STAT3;JAK2/STAT3抑制剂治疗减少肿瘤生长并改变免疫细胞浸润。
研究意义
研究揭示了TP53突变(特别是p.R248Q)作为潜在生物标志物,指导JAK2/STAT3抑制剂等靶向治疗,为CRPC的精准免疫治疗提供策略。

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

分析TP53突变在PCa中的临床意义

评估TP53突变的患病率及其与患者预后的关联

通过对7,678例患者的cBioPortal数据进行综合分析,比较TP53突变与野生型患者的生存期、复发率、Gleason评分和病理T分期。

2

建立携带Trp53 p.R245Q突变的RM-1细胞系

通过CRISPR/Cas9基因编辑引入鼠源p53突变,以模拟人类TP53 p.R248Q突变。

使用CRISPR/Cas9在RM-1细胞中引入Trp53 p.R245Q突变,通过Sanger测序和凝胶电泳验证,并进行功能分析(增殖和集落形成)。

3

验证mutp53在体外和体内的致瘤功能

确定mutp53对肿瘤生长的影响

将RM-1细胞(WTp53或mutp53)皮下植入C57BL/6小鼠,测量肿瘤体积和重量;同时进行RNA测序和通路富集分析。

4

评估mutp53对肿瘤免疫微环境的影响

表征mutp53肿瘤中的免疫细胞浸润和细胞因子表达

通过H&E染色、流式细胞术、免疫荧光和ELISA分析免疫细胞亚群(M1/M2巨噬细胞、Treg)和细胞因子(IFN-γ、IL-10、TGF-β)。

5

探究mutp53激活STAT3的分子机制

阐明mutp53如何通过SHP1相互作用调节STAT3激活

通过Co-IP检测mutp53与STAT3/p-STAT3的结合,以及SHP1与p-STAT3的结合;使用siRNA敲低SHP1;分析SHP1表达与患者预后的关联。

6

评估JAK2/STAT3抑制剂在体内模型中的治疗效果

确定JAK2/STAT3通路抑制是否能逆转mutp53驱动的肿瘤生长和免疫抑制

对携带mutp53肿瘤的小鼠给予JAK2和STAT3抑制剂,测量肿瘤体积和重量,并通过免疫荧光和ELISA分析免疫细胞浸润和细胞因子。

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Shanghai VivaCell BiosciencesC3103-0500
RPMI-1640培养基Shanghai VivaCell BiosciencesC3001-0500
胎牛血清Shanghai VivaCell BiosciencesC04001-500
青霉素/链霉素Proteintech GroupPR40022
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000001
裂解缓冲液Cell Signaling Technology9803
蛋白酶抑制剂Beyotime BiotechP1008
磷酸酶抑制剂Beyotime BiotechP1081
PVDF膜MerckIPVH00010
免疫共沉淀试剂盒Thermo Fisher Scientific26147
MTT试剂Beyotime BiotechC0009S
STAT3抑制剂 (HY-100753)MedChemExpressHY-100753
Jak-2抑制剂 (HY-131906)MedChemExpressHY-131906
基质胶Shanghai Nova Pharmaceutical Technology0827045
p-JAK2抗体Affinity BiosciencesAF3024
p-STAT3抗体Cell Signaling Technology9145
CD86抗体Cell Signaling Technology91882
CD163抗体AbcamEPR19518
CD45抗体Affinity BioscienceDF6839
IFN-γ抗体Wuhan Servicebio TechnologyGB11107-1
IFN-γ抗体BD Biosciences554412
F4/80抗体BioLegend123116
CD11b抗体BioLegend101206
CD86抗体Elabscience213111
CD206抗体BD Biosciences565250
IFN-γ ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0048
IL-10 ELISA试剂盒ServicebioGEM0003-96T
TGF-β ELISA试剂盒ElabscienceE-UNEL-M0099
IL-1β ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0037
CytoFLEX LX流式细胞仪Beckman Coulter--
Chemiscope 5600化学发光分析仪Clinx Science Instruments--

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
RM-1细胞使用RPMI-1640培养基,C4-2和HEK293T细胞使用DMEM,均添加10% FBS和1%青霉素/链霉素,培养在37°C、5% CO2。
阅读提示:Methods 2.1 Cell culture and maintenance
基因编辑
通过CRISPR/Cas9在RM-1细胞中引入Trp53 p.R245Q突变,使用CRISPR-U™和Donor质粒电转,经新霉素筛选;在C4-2细胞中敲除TP53使用YCas-LV002载体和sgRNA,G418筛选。
阅读提示:Methods 2.2 CRISPR/Cas9 gene editing techniques
体外功能实验
MTT实验:5 mg/ml MTT,孵育2小时,570 nm读取OD值;集落形成实验:接种于6孔板,培养8天,结晶紫染色。
阅读提示:Methods 2.4 Cell proliferation and colony formation assays
动物模型
6周龄雄性C57BL/6小鼠,皮下注射1×10⁶ RM-1细胞(100 μL Matrigel:PBS 1:1),肿瘤约100 mm³时开始治疗。
阅读提示:Methods 2.5 Animal studies
药物治疗
STAT3抑制剂(HY-100753)10 mg/kg口服隔日7天,Jak-2抑制剂(HY-131906)20 mg/kg口服每日13天,治疗终止于第21天。
阅读提示:Methods 2.5 Animal studies
免疫微环境分析
流式细胞术检测M1(F4/80+CD86+)、M2(F4/80+CD206+)巨噬细胞;ELISA检测IFN-γ、IL-10、TGF-β和IL-1β。
阅读提示:Methods 2.5 Animal studies and histological techniques