CpG ODN通过p38 MAPK-ATF3信号轴激活TLR9并上调TLR3,协同增强树突状细胞疫苗疗效

CpG ODN Activates TLR9 and Upregulates TLR3 via the p38 MAPK-ATF3 Signaling Axis to Synergistically Enhance Dendritic Cell Vaccine Efficacy.

作者信息Lv Zhou, Zhuowei Lei, Qian Jiang, Linpeng Xu, Quanji Wang, Yimin Huang, Ting Lei
PMID41294838
期刊Cells
发布时间2025-11-13
DOI10.3390/cells14221785

实验完整度

高

包含体外细胞实验、体内动物模型、转录组测序及机制验证(抑制剂、敲低/过表达)等多个独立证据层级。

主要模型

小鼠骨髓来源树突状细胞(BMDC) 小鼠原位胶质瘤模型(GL261和CT2A) 人源工程化树突状细胞 人CD8+ T细胞共培养系统

重点核对

联合刺激浓度:10 μg/mL CpG ODN和10 μg/mL poly(I:C) 序贯刺激方案:先用10 μg/mL CpG ODN刺激24小时,再用10 μg/mL poly(I:C)刺激24小时 DC疫苗抗原负载比例:小鼠BMDC与胶质瘤细胞比例2:1,人源工程化DC与胶质瘤细胞比例4:1 体内注射方案:肿瘤接种后第10、14、18天尾静脉注射200,000个DC疫苗 共培养比例:CD8+ T细胞与DC比例为4:1,共培养48小时

摘要

主要发现:CpG ODN与Poly(I:C)的联合应用增强了小鼠骨髓来源的树突状细胞疫苗的抗肿瘤功效。其潜在机制可能与p38 MAPK-ATF3信号轴有关。主要发现的意义:这些激动剂的组合给药可用于工程化改造功能增强的树突状细胞疫苗。采用序贯激活策略可进一步增强这种抗肿瘤效果。摘要:Toll样受体9(TLR9)和Toll样受体3(TLR3)在树突状细胞(DCs)中广泛表达,是免疫系统中的关键模式识别受体(PRRs)。它们的主要作用是特异性识别病原体相关分子模式(PAMPs):TLR9识别主要存在于细菌和病毒DNA中的未甲基化CpG基序,而TLR3识别与病毒复制相关的病毒双链RNA(dsRNA)分子特征。它们的特异性激动剂[CpG ODN(TLR9激动剂)和poly(I:C)(TLR3激动剂)]能有效激活DCs并增强免疫激活相关分子的表达。在本研究中,通过建立小鼠原代树突状细胞模型和荷瘤小鼠模型,并采用转录组测序等技术,我们发现CpG ODN和poly(I:C)联合刺激显著增强了DCs的抗肿瘤功能:在体外,联合刺激的DCs表现出抗肿瘤相关表面标志物的上调、迁移能力的增强以及更有效地激活CD8+ T细胞;在体内,负载肿瘤裂解物抗原并接受该联合方案刺激的DC疫苗显著延缓了荷瘤小鼠胶质瘤的进展。进一步研究表明,这种增强效应的潜在机制可能涉及TLR9激活通过p38 MAPK-ATF3信号轴促进TLR3上调。因此,我们设计了一种序贯刺激方案(先用CpG ODN,后用poly(I:C)),与单纯联合刺激相比,该方案表现出更强的抗胶质瘤效果。本研究为增强DC疫苗的免疫效力提供了新策略,并对促进DC疫苗的临床转化具有潜在意义。

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
如何增强DC疫苗的抗肿瘤功效,并探究其潜在机制?
核心机制
CpG ODN激活TLR9,通过p38 MAPK-ATF3信号轴上调TLR3表达,从而增强DC对后续TLR3刺激(poly(I:C))的响应,产生协同抗肿瘤效应。
主要证据
转录组测序显示联合刺激上调TLR3和ATF3;Western blot和qPCR验证p38 MAPK-ATF3通路参与TLR3上调;体外实验显示联合刺激增强DC迁移、CD8+ T细胞增殖和杀伤;体内实验显示联合刺激的DC疫苗减小肿瘤体积并延长生存期;序贯刺激方案效果更佳。
研究意义
本研究提供了一种增强DC疫苗免疫效力的可行且经济有效的策略,揭示了TLR9和TLR3信号通过p38 MAPK-ATF3轴的新机制,并提出了优化的序贯给药方案,初步评估显示具有临床转化价值。

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

体外验证联合刺激对DC活性的影响

探究CpG ODN和poly(I:C)联合刺激是否协同改变DC的免疫活性相关基因表达和功能。

用CpG ODN和/或poly(I:C)刺激BMDC,通过qRT-PCR检测免疫调节基因表达,ELISA检测IL-12分泌,流式细胞术检测CD86和MHC-I表达,Transwell实验检测迁移能力。

2

体外评估DC对CD8+ T细胞功能的影响

验证联合刺激的DC是否增强CD8+ T细胞的增殖和杀伤能力。

用处理过的DC负载肿瘤裂解物,与CFSE标记的CD8+ T细胞共培养,流式细胞术检测增殖和穿孔素表达,通过荧光素酶评估杀伤活性。

3

体内评估联合刺激DC疫苗的抗肿瘤效果

验证联合刺激的DC疫苗在胶质瘤小鼠模型中的抗肿瘤效果。

建立GL261或CT2A原位胶质瘤模型,尾静脉注射负载抗原的DC疫苗,通过活体成像监测肿瘤生长,评估生存期,并进行H&E染色分析肿瘤体积。

4

机制探究:TLR9-p38 MAPK-ATF3信号轴介导TLR3上调

明确联合刺激协同效应的分子机制,特别是TLR9激活如何导致TLR3上调。

转录组测序结合KEGG富集分析,使用通路抑制剂筛选关键通路,Western blot验证p38和ATF3磷酸化,通过敲低/过表达ATF3检测DC激活标志物。

5

优化序贯激活方案并验证其效果

基于TLR3上调的时间依赖性,验证序贯给药策略是否优于联合给药。

在体内模型中比较未处理、联合、序贯刺激的DC疫苗的抗肿瘤效果;在体外用人源工程化DC评估序贯刺激对CD8+ T细胞增殖的影响。

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ServiceBioG4612
胎牛血清GibcoA5661701
青霉素-链霉素溶液ServiceBioG4003
胰蛋白酶消化液ServiceBioG4001
RPMI-1640培养基ServiceBioG4531
粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子MCEHY-P7361
白细胞介素-4MCEHY-P70644
淋巴细胞分离液DAKEWEDKW33
Dynabeads™ Untouched™ 人CD8+ T细胞分离试剂盒Thermo Fisher11348D
CFSE染料ElabscienceE-CK-A345
抗CD3抗体DAKEWE300311,
抗CD8抗体DAKEWE100707,
立体定位仪RWD68801
D-荧光素钠MCEHY-12591
小动物活体成像系统Spectral Instruments ImagingLAGO
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒ServiceBioG2026
蛋白上样缓冲液NCM BiotechWB2001
PVDF膜MilliporeIPFL00005
TLR3抗体ABclonalA11778
p38 MAPK抗体Proteintech14064-1-AP
磷酸化p38 MAPK抗体Proteintech28796-1-AP
ATF3抗体ABclonalA13469
GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
化学发光底物NCM BiotechP10060
GeneGnome GRQ成像系统Syngene--
小鼠IL-12(p70) ELISA试剂盒BosterEK0422
人IL-12(p70) ELISA试剂盒BosterEK0421
FluoroFix™固定液BioLegend422101
细胞内染色破膜洗涤缓冲液BioLegend421002
CytoFLEX流式细胞仪Beckman Coulter--
托法替尼----
PDTC----
3-甲基腺嘌呤----
阿地唑莫德----

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
DC体外刺激
激动剂浓度、刺激时间(12h/24h/36h/48h),组合方式(联合或序贯)
阅读提示:Methods 2.6.2 和 Results 3.1、3.4、3.5
DC疫苗制备
肿瘤裂解物制备方法(冻融循环次数)、抗原负载比例(DC与肿瘤细胞比例2:1或4:1、1:3、1:6)、负载时间(24h)
阅读提示:Methods 2.5
共培养实验
CD8+ T细胞与DC比例(4:1)、CFSE浓度(5uM)和标记时间(20min)、共培养时间(48h)
阅读提示:Methods 2.6
体内动物实验
小鼠品系(C57BL/6)、周龄(6-10周)、肿瘤细胞系(GL261/CT2A)和接种量(50,000/只)、DC疫苗注射时间(第10/14/18天)和剂量(200,000/只)、D-荧光素钠剂量(150mg/kg)
阅读提示:Methods 2.10
机制验证实验
抑制剂种类和浓度、ATF3敲低/过表达方法(脂质体转染)、检测指标(IL-12B、TLR3、CD86、MHC-I)
阅读提示:Results 3.4 和 Methods 2.15