FKBP5 异构体塑造与肿瘤耐受相关的免疫通路

FKBP5 isoforms shape immune pathways related to tumor tolerance.

作者信息Simona Romano, Laura Marrone, Gennaro Acanfora, Valeria Di Giacomo, Marialuisa Alessandra Vecchione, Elena Vigliar, Antonino Iaccarino, Nicola Russo, Emanuele Sasso, Guendalina Froechlich, Massimiliano Cacace, Chiara Malasomma, Rosetta Abate, Simona Caggiano, Federica Aracri, Yichuan Xiao, Giancarlo Troncone, Tommaso Russo, Maria Fiammetta Romano
PMID41888511
发布时间2026-03
DOI10.1038/s41420-026-03047-5

实验完整度

高

包含体外细胞实验、体内小鼠模型、组织病理学、流式细胞术、免疫印迹等多层次验证,并明确功能与机制研究。

主要模型

人源化 FKBP5 敲入小鼠 (huFKBP5+/-) B16F10 同基因黑色素瘤模型 小鼠原代 PBMC 和肿瘤浸润淋巴细胞

重点核对

huFKBP5+/- 杂合小鼠皮下接种 5×10^5 B16F10 细胞(右侧后腹),肿瘤在接种后 14 天测量 共培养实验中肿瘤与淋巴细胞比例为 1:10,共培养 24 小时 体外转录 mRNA 使用 N1-甲基假尿苷和 CleanCap AG 加帽,并配制成脂质纳米颗粒 免疫印迹检测穿孔素、Bax、cleaved caspase-7、GSDME 等蛋白表达 使用 CD3/CD28 刺激 PBMC 16 小时评估淋巴细胞增殖

摘要

FKBP51 是一种多功能免疫亲和素,调节关键细胞通路,包括 NF-κB 信号传导、AKT 激活和类固醇受体转运。FKBP5 基因的选择性剪接产生一个较短的异构体 FKBP51s,缺乏介导蛋白质-蛋白质相互作用的 C 端 TPR 结构域。先前的研究支持这样的假设:FKBP5 基因的剪接是建立对 T 淋巴细胞扩增控制的关键机制,并且经典异构体与剪接异构体之间的平衡可能对免疫系统精细调节免疫反应的强度和持续时间的能力至关重要。为了研究 FKBP51 剪接的影响,我们生成了一种敲入小鼠模型 (huFKBP5),仅表达全长人 FKBP51 异构体,从而消除所有剪接变体。虽然杂合动物可育且存活,但纯合 huFKBP5+/+ 小鼠出现亚孟德尔频率、不育和广泛的淋巴浸润,表明免疫稳态受损。在同基因黑色素瘤模型中,huFKBP5+/- 小鼠表现出强效抗肿瘤反应,其特征为肿瘤生长减少、淋巴细胞浸润增加、细胞毒性标志物(穿孔素、Bax、cleaved caspase-3 和 -7、gasderminE)水平升高,以及肿瘤浸润淋巴细胞上 CCR7 和 CXCR5 的上调。通过使用合成 mRNA,我们证明 FKBP51 在驱动淋巴细胞活化方面跨物种保持功能等效性。FKBP51s 异构体作为鼠淋巴细胞效应功能的显性负调控因子。这些发现支持以下结论:抑制 FKBP51 剪接可保留淋巴细胞效应活性并防止其向静息或耗竭状态转变。在肿瘤背景下,这转化为增强的抗肿瘤免疫反应和降低的肿瘤耐受性。

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
FKBP5 基因选择性剪接产生的 FKBP51s 异构体在免疫调节和肿瘤耐受中的功能作用是什么?
核心机制
FKBP51s 作为全长 FKBP51 的显性负调控因子,抑制淋巴细胞活化;消除 FKBP51s 保留淋巴细胞效应功能,增强抗肿瘤免疫反应。
主要证据
huFKBP5 小鼠(杂合)在 B16F10 黑色素瘤模型中肿瘤生长显著减小,肿瘤浸润增加,细胞毒性标志物升高;体外合成 mRNA 转导实验表明 FKBP51s 抑制淋巴细胞增殖和 CD107a 脱颗粒。
研究意义
该研究确定 FKBP5 选择性剪接是控制淋巴细胞活化和免疫耐受的核心调控层,为通过调节 FKBP5 剪接或选择性靶向 FKBP51s 来增强癌症免疫治疗提供了理论基础。

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

构建人源化 FKBP5 敲入小鼠模型

生成仅表达全长人 FKBP51 异构体的小鼠,以消除所有剪接变体,研究 FKBP51s 缺失的生理影响。

将人 FKBP5 编码序列(异构体1,1371 bp)插入小鼠 Fkbp5 基因外显子2,替换起始密码子,并融合 FLAG 标签和 polyA 信号。通过同源重组产生敲入小鼠。

2

组织病理学和免疫组织化学分析

评估不同基因型小鼠的淋巴细胞浸润和组织结构变化。

对 WT、huFKBP5+/- 和 huFKBP5+/+ 小鼠的肺、肠、肝、肾和淋巴结进行 H&E 染色和 CD3/CD20 免疫组化,评估炎性浸润的组织分布和 T/B 细胞比例。

3

外周血免疫表型分析

比较不同基因型小鼠外周血免疫细胞亚群的频率和比例。

在 4 和 10 月龄通过流式细胞术分析小鼠 PBMC,检测 T 细胞、B 细胞、髓系细胞、CD4/CD8 比例和 Treg 等。

4

同基因黑色素瘤模型评估体内抗肿瘤效果

评估 huFKBP5 小鼠对皮下黑色素瘤生长的抑制能力。

向 WT 和 huFKBP5+/- 小鼠皮下注射 B16F10 黑色素瘤细胞,监测肿瘤生长,肿瘤切除后进行重量测量、免疫印迹分析细胞毒性标志物。

5

离体共培养杀伤实验

验证 huFKBP5 PBMCs 对黑色素瘤细胞的细胞毒性作用。

将 B16 黑色素瘤细胞与 WT 或 huFKBP5 小鼠的 PBMC 共培养 24 小时,通过 Annexin V/PI 染色评估肿瘤细胞死亡类型。

6

肿瘤浸润淋巴细胞 (TIL) 分析

评估 huFKBP5 肿瘤微环境中免疫细胞组成和趋化因子受体表达变化。

从肿瘤组织中分离 TILs,通过流式细胞术分析淋巴细胞亚群、巨噬细胞比例以及 CXCR4、CXCR5、CCR7 的表达。

7

合成 mRNA 转导验证异构体功能

验证 FKBP51 异构体对淋巴细胞增殖和效应功能的影响。

通过体外转录合成编码人全长 FKBP51、鼠全长 fkbp51 和人 FKBP51s 的 mRNA,包封在脂质纳米颗粒中,转导至小鼠 PBMC,评估增殖(CFSE)和 CD107a 脱颗粒。

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
true-ORF-Myc-DDK 标记的人 FKBP51 转录变体1OriGene Technologies--
B16F10 细胞系ATCCATCC-CRL-6475
DMEM 培养基Corning--
胎牛血清Corning--
青霉素-链霉素Corning--
Histopaque-1077 淋巴细胞分离液Merck--
Dynabeads™ 小鼠 T 细胞活化磁珠 CD3/CD28Thermo Fisher Scientific--
siRNA (s66095)Thermo Fisher Scientific--
Hs_FKBP5_5 FlexiTube siRNAQiagenSI02780372
T7 Flashscribe 转录试剂盒CellScript--
oligo dT 树脂Thermo Fisher--
FACS 裂解液BD Pharmingen--
Cytofix/Cytoperm 试剂盒BD Pharmingen--
抗小鼠 F4/80-PE-Vio770 抗体Miltenyi BiotecClone
抗小鼠 CD45-VioGreen 抗体Miltenyi BiotecClone
抗小鼠 CD45R/B220 FITC 抗体BiolegendClone
抗小鼠 CD206 FITC 抗体Thermo Fisher ScientificClone
抗小鼠 CD3-VioBright B515 抗体Miltenyi BiotecClone
抗小鼠 CD3-PerCP-Vio® 700 抗体Miltenyi BiotecClone
抗小鼠 CD4 PE-Vio 770 抗体Miltenyi BiotecClone
抗小鼠 CD4 PE 抗体Invitrogen eBioscienceClone
抗小鼠 CD8a-PE-Vio770 抗体Miltenyi BiotecClone
抗小鼠 NK1.1-APC 抗体Miltenyi BiotecClone
CFSE 荧光染料Thermo Fisher Scientific--
Annexin V-FITCPharmingen/Becton Dickinson--
碘化丙啶 (PI)Pharmingen/Becton Dickinson--
RIPA 裂解缓冲液----
蛋白酶抑制剂混合物----
Bradford 蛋白定量试剂盒Bio-Rad--
PVDF 膜 (Immobilon-P)Millipore, Merck--
穿孔素抗体 (Clone δG9, 小鼠单克隆)Invitrogen-Thermo Fisher Scientific--
Bax 抗体 (B9, sc-7480, 小鼠单克隆)Santa Cruz Biotechnologysc-7480
Caspase-7 抗体 (C7724, 兔多克隆)Sigma-Aldrich-MerckC7724
DFNA5/GSDME 抗体 (EPR19859, 兔单克隆, ab215191)Abcamab215191
α-微管蛋白抗体 (5M5, 单克隆抗体 E-AB-20036)ElabscienceE-AB-20036
γ-微管蛋白抗体 (GTU-88, 小鼠单克隆)Sigma-Aldrich/Merck--
GAPDH 抗体 (D4C6R, 小鼠单克隆抗体 #97166)--97166
FKBP51 抗体 (NB100-68240, 兔多克隆)Novus BiologicalNB100-68240
磷酸化 NF-κB p65 (Ser536) 抗体 (93H1, #3033, 兔单克隆)Cell Signaling3033
NFκB p65 抗体 (F-6, sc-109, 兔多克隆)Santa Cruz Biotechnologysc-109
Vinculin 抗体 (G-11, sc-55465, 小鼠单克隆)Santa Cruz Biotechnologysc-55465
MACSQuant Analyzer 10 流式细胞仪Miltenyi Biotec--
BD Facs Celesta 流式细胞仪BD Pharmingen--
MACS® 组织保存液Miltenyi--
肿瘤解离试剂盒Miltenyi130-096-730
gentleMACS 解离器Miltenyi--
CD45 磁珠Miltenyi--
PT-LINK 抗原修复仪Agilent--
Agilent ASLINK48 自动切片染色仪Agilent--
EnVision FLEX+ 小鼠高 pH 检测系统 (Code K8002)AgilentK8002
cleaved caspase-3 抗体 (Asp175, #9661)Cell Signaling9661
Wonder Taq DNA 聚合酶Euroclone--
DNA8 分子量标准Merck--
TRIzol 试剂Thermo Fisher Scientific--
iScript 逆转录试剂盒Bio-Rad--
SsoAdvanced™ SYBR Green 超混液Bio-Rad--
QuantiTect 引物Qiagen--
CleanCap AG (3' OMe) 加帽试剂Trilink--
N1-甲基假尿苷三磷酸----
Ignite NanoAssemblr 微流控设备Precision Nanosystem-Cytiva--

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
动物模型
小鼠品系:C57BL/6;杂交策略:杂合互交产生纯合后代;肿瘤接种:5×10^5 B16F10 细胞皮下注射于右后腹;肿瘤测量时间:接种后 14 天;每组小鼠数量:WT 和 huFKBP5+/- 各 12 只
阅读提示:Methods: Animal studies, housing and treatment; Results: HuFKBP5 in mice has a remarkable ability to limit the growth of melanoma tumors
细胞培养与共培养
B16F10 细胞培养条件:DMEM + 10% FBS + 200 mM 谷氨酰胺 + 100 U/ml 青霉素-链霉素;PBMC 分离:Ficoll-Hypaque 密度梯度离心;共培养比例:1:10(肿瘤:淋巴细胞);共培养时间:24 小时
阅读提示:Methods: Cell culture, transfection and reagents; Results: Enhanced caspase-mediated pyroptotic-like cell death in melanomas from huFKBP5 mice
合成 mRNA 转导
mRNA 合成:体外转录替换 100% 尿苷为 N1-甲基假尿苷,使用 CleanCap AG 加帽;LNP 配方:SM-102, DSPC, 胆固醇, PEG 脂质 50:10:38.5:1.5;转导细胞:CD3/CD28 磁珠刺激的小鼠 PBMC;增殖检测:CFSE 标记
阅读提示:Methods: Cell culture, transfection and reagents; Results: Synthetic mRNA transduction of the spliced isoform into murine lymphocytes suppresses their effector function
流式细胞术
抗体克隆号:CD45-VioGreen (REA737), CD3-VioBright B515 (REA641), CD4-PE-Vio770 (REA604), CD8a-PE-Vio770 (REA601) 等;细胞固定/透化:Cytofix/Cytoperm 试剂盒;数据分析软件:FlowJo
阅读提示:Methods: Flow cytometry; Figure legends: Fig. 3, Fig. 6, Supp Fig. S2-S4
免疫印迹
裂解缓冲液:RIPA(含 50 mM Tris-HCl pH 7.5, 125 mM NaCl, 1% NP-40, 0.25% Na-deoxycholate, 1 mM NaF, 1 mM Na-orthovanadate, 1 mM PMSF, 1 mM DTT, 蛋白酶抑制剂);蛋白检测:穿孔素、Bax、cleaved caspase-7、GSDME、phospho-p65 等;内参:α-tubulin、γ-tubulin、GAPDH、Vinculin
阅读提示:Methods: Immunoblotting and antibodies; Results: HuFKBP5 in mice has a remarkable ability to limit the growth of melanoma tumors; Enhanced caspase-mediated pyroptotic-like cell death in melanomas from huFKBP5 mice