抑制中性粒细胞胞外陷阱的形成以防止术后胶质母细胞瘤的复发

Inhibiting the formation of neutrophil extracellular traps to prevent the recurrence of post-operative glioblastoma.

作者信息Yaobao Han, Mengxiao Han, Tingting Wang, Hao Zhang, Hanghang Liu, Yanhui Zheng, Jun Dong, Zhen Li
PMID41365865
发布时间2025-12-09
DOI10.1038/s41467-025-65933-3

实验完整度

包含体外细胞实验(迁移、克隆形成)、动物模型(原位GL261胶质瘤)、患者样本分析和体内功能验证(生存期延长、机制验证)。

主要模型

GL261小鼠胶质瘤原位模型 GL261-luciferase小鼠胶质瘤原位模型 患者来源的胶质瘤组织 小鼠骨髓来源中性粒细胞

重点核对

GL261细胞颅内接种剂量:3×10^5细胞/只,雌性C57BL/6J小鼠 手术时间:肿瘤接种后第8天;治疗分组:对照组、手术组、CS组、DNase 1组、DOX组、CS+DOX组 CS nanozyme剂量:0.125 mg/kg,DOX剂量:3.75 mg/kg,DNase 1剂量:0.125 mg/kg NETs形成检测:免疫荧光(MPO与Cit-histone H3共定位)、Western blot(Cit-histone H3) 主要终点:生存期、肿瘤体积(MRI或生物发光)、体重变化

摘要

胶质母细胞瘤(GBM)是一种高度恶性肿瘤,术后复发率高。开发创新有效的方法来预防其复发至关重要。在此,我们聚焦于中性粒细胞胞外陷阱(NETs)在小鼠和患者GBM进展中的重要作用。中性粒细胞在手术腔周围聚集并释放NETs,促进术后残留GBM细胞的增殖和迁移。将装载有硒化铜纳米酶和阿霉素的水凝胶注射到手术腔中,成功抑制了NETs的形成,并提高了对GBM的治疗效果。60%接受治疗的GBM小鼠存活超过24个月,比未治疗小鼠的寿命长36倍,接近健康小鼠的寿命。接受治疗的小鼠保留了其基本的认知功能和基本运动能力。这项研究证明了调节NETs在GBM治疗中的巨大潜力。

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
中性粒细胞胞外陷阱(NETs)在胶质母细胞瘤术后复发中起何作用,以及抑制其形成能否改善治疗效果?
核心机制
手术诱导中性粒细胞在手术腔周围聚集并释放NETs,NETs促进残留肿瘤细胞的增殖和迁移;CS nanozyme通过清除活性氧(ROS)抑制中性粒细胞内NADPH氧化酶活性,降低cleaved caspase-1和N-GSDMD表达,从而抑制NETs形成。
主要证据
在小鼠原位GL261胶质瘤模型和患者胶质瘤组织中观察到NETs浸润与肿瘤分级相关;体外实验证实NETs促进GL261细胞迁移和克隆形成;CS nanozyme抑制NETs形成;CS nanozyme联合DOX水凝胶治疗使60%小鼠存活超24个月。
研究意义
该研究证明了调节NETs在GBM治疗中的潜力,为设计先进纳米酶抑制NETs并联合抗肿瘤药物提高GBM治疗效果提供了理论依据。

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

观察NETs在GBM进展中的表达

验证NETs是否在GBM中形成并随肿瘤进展增加

通过免疫荧光染色检测健康小鼠和GBM小鼠脑组织中MPO和Cit-histone H3共定位,分析不同肿瘤大小(1mm, 3mm, 6mm)下的NETs形成;同时分析不同级别患者胶质瘤组织中的NETs。

2

评估手术对NETs形成的影响

研究手术后NETs是否在手术腔周围增加

对GBM小鼠进行手术切除肿瘤,分为GBM组、sham组(部分切除)、surgery组(全切),术后第7天收集脑组织进行免疫荧光染色,检测NETs表达;并检测血清中NETs水平。

3

验证NETs对肿瘤细胞功能的影响

确定NETs是否促进GBM细胞迁移和增殖

体外使用transwell实验和克隆形成实验,用对照组培养基(含1%FBS)、中性粒细胞条件培养基(NE CM)、LPS处理后的中性粒细胞条件培养基(LPS CM)以及LPS+DNase 1处理后的条件培养基(DNase 1 CM)处理GL261细胞,检测迁移和克隆形成能力。

4

利用CS nanozyme抑制NETs形成

验证CS nanozyme能否通过清除ROS抑制NETs形成

合成CS nanozyme并表征其模拟酶活性(GPx-like, SOD-like);采用不同浓度CS nanozyme处理LPS刺激的中性粒细胞,检测ROS水平、NETs形成(SYTOX Green、免疫荧光、Western blot)和相关信号通路(NADPH oxidase、p-AKT等)。

5

体内验证CS nanozyme抑制NETs并改善疗效

评价CS nanozyme联合DOX对GBM术后复发的影响

建立GL261-luciferase原位GBM模型,手术切除肿瘤后,向手术腔填充Matrigel(含或不含CS nanozyme、DOX、DNase 1等),监测肿瘤生长、生存期、体重,并检测脑组织中NETs标志物(Cit-histone H3、N-GSDMD)和炎症因子(IL-6)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
脂多糖Sigma-Aldrich--
SYTOX GreenInvitrogenS7020
基质胶Corning356231
CCK-8试剂盒----
乳酸脱氢酶细胞毒性检测试剂盒BeyotimeC0016
抗组蛋白H3(瓜氨酸R17)抗体Abcamab281584
抗caspase-1抗体Abcamab179515
抗HMGB1抗体Abcamab79823
抗GSDMD抗体Abcamab209845
抗髓过氧化物酶抗体Wuhan Saiweier BiotechnologyGB12224
抗小鼠Ly6G抗体BioXcellBP0075
小鼠IL-1β ELISA试剂盒Multi sciences (Lianke) Biotech--
小鼠IL-6 ELISA试剂盒Multi sciences (Lianke) Biotech--
小鼠CK-MB ELISA试剂盒LunChangshuo Biotech--
小鼠HMGB1 ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology--
小鼠中性粒细胞分离试剂盒Biolegend480058
ACK裂解缓冲液GibcoA10492
2',7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯Beyotime--
L012化学发光探针----
五水硫酸铜Sinopharm Chemical Reagent--
κ-硒卡拉胶Qingdao Pengyang Biological Engineering--
维生素C----
阿霉素----
自由基清除能力检测试剂盒BeyotimeS0119
超氧化物歧化酶检测试剂盒Beijing Solarbio Science & Technology--
谷胱甘肽过氧化物酶检测试剂盒BeyotimeS0058
超氧阴离子清除检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA052-1-1
抗p-AKT抗体Cell Signaling Technology4060
抗AKT抗体Cell Signaling Technology4691S
结晶紫----
Hoechst 33342----

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
模型建立
细胞系:GL261或GL261-luciferase,剂量3×10^5细胞/只,雌性C57BL/6J小鼠,颅内接种
阅读提示:Methods: Surgical resection of glioblastoma tissues
手术和分组
手术时间:细胞接种后第8天;分组:对照、手术、anti-Ly6G、DNase 1、CS、DOX、CS+DOX组;各组的样本量
阅读提示:Methods: Surgical resection of glioblastoma tissues, Figure 3a and 6k
药物处理条件
抗Ly6G抗体剂量0.125 mg/kg每3天腹腔注射;DNase 1剂量0.125 mg/kg每天;CS nanozyme剂量0.125 mg/kg,DOX剂量3.75 mg/kg(包载于水凝胶中)
阅读提示:Figure 3a, Figure 6k, Methods: Surgical resection of glioblastoma tissues
NETs检测
免疫荧光共定位MPO和Cit-histone H3,Western blot检测Cit-histone H3和N-GSDMD
阅读提示:Methods: Immunostaining, Western blot, Figure 7
功能学实验
迁移实验:8μm transwell,细胞种板密度,处理24小时;克隆形成实验:细胞数2×10^3,培养8天
阅读提示:Methods: Migration, Colony formation