METTL3介导的m6A甲基化通过募集髓源性抑制细胞调控卵巢癌进展

METTL3-mediated m6A methylation regulates ovarian cancer progression by recruiting myeloid-derived suppressor cells.

作者信息Jinyong Wang, Dakai Ling, Lulin Shi, Huayun Li, Minhua Peng, Huihong Wen, Tao Liu, Ruifang Liang, Yongjian Lin, Laiyou Wei, Guangzhi Zhang, Shanze Chen
PMID37932814
发布时间2023-11-06
DOI10.1186/s13578-023-01149-6

实验完整度

高

包含体外BMDM共培养实验、体内同基因小鼠模型、流式细胞术、单细胞测序等多层级验证,并明确功能与机制验证。

主要模型

ID8同基因小鼠卵巢癌模型 骨髓源性巨噬细胞(BMDMs) Mettl3-cKO小鼠(髓系特异性敲除)

重点核对

5×10^5 ID8细胞腹腔注射 Mettl3-cKO小鼠(Lyz2-Cre+) LPS预处理(10 ng/ml) 活ID8细胞与BMDM共培养 ELISA检测IL-1β、CCL2、CXCL2

摘要

卵巢癌(OC)通常通过宿主免疫细胞的功能变化形成免疫抑制微环境。m6A水平的失调与癌症通过内在致癌途径的进展相关。然而,m6A在抗肿瘤免疫中调控宿主免疫细胞功能的作用需要全面分析。本研究旨在探讨METTL3(甲基转移酶复合物的催化亚基)在调控宿主对OC的免疫应答中的作用。方法:本研究使用Cre-LoxP系统培育了髓系特异性Mettl3基因敲除(Mettl3-cKO)小鼠。腹腔注射ID8细胞作为同基因OC模型。此外,通过流式细胞术和单细胞测序分析免疫细胞群体的组成。此外,使用ELISA评估趋化因子和细胞因子的分泌。最后,通过ELISA和免疫印迹明确了METTL3在骨髓源性巨噬细胞与ID8细胞共培养中调控IL-1β分泌和炎症小体活化的作用。结果:在Mettl3-cKO小鼠中,OC细胞生长增强。此外,在OC进展过程中观察到巨噬细胞极化从M1减少到M2增加。而且,髓系谱系细胞中Mettl3缺失增加了腹膜灌洗液中CCL2和CXCL2的分泌。有趣的是,Mettl3缺失增强了由活ID8细胞诱导的IL-1β分泌,且不依赖于炎症小体活化和细胞死亡。因此,荷瘤小鼠中的OC细胞触发轻微的炎症反应,促炎细胞因子和趋化因子分泌呈低至中度。结论:本研究为METTL3介导的m6A甲基化调控宿主对OC的免疫应答提供了新见解。

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
METTL3介导的m6A甲基化如何调控宿主免疫细胞(特别是髓系细胞)对卵巢癌(OC)的免疫应答?
核心机制
髓系细胞中METTL3缺失增强OC生长,促进Gr-1+ MDSCs募集,并上调CCL2和CXCL2分泌,同时增强活ID8细胞诱导的IL-1β分泌,且不依赖炎症小体活化或细胞死亡。
主要证据
Mettl3-cKO小鼠中ID8细胞生长增强,MDSCs比例增加,CCL2/CXCL2水平升高;体外实验显示Mettl3缺陷BMDMs在LPS预处理后与活ID8细胞共培养产生更多IL-1β;单细胞测序确认MDSCs募集增加。
研究意义
为METTL3介导的m6A甲基化调控宿主抗OC免疫应答提供新见解。

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

建立Mettl3-cKO小鼠和ID8同基因模型

验证METTL3在免疫应答中的作用及ID8细胞致瘤性。

通过Cre-LoxP系统生成Mettl3fl/fl Lyz2-Cre+小鼠,并腹腔注射ID8细胞建立OC模型,观察肿瘤生长、腹水和球体形成。

2

比较WT和Mettl3-cKO小鼠中肿瘤生长

确定髓系METTL3缺失对体内OC生长的影响。

腹腔注射5×10^5 ID8细胞,在不同时间点测量肿瘤细胞数量、腹水量、球体数量和增殖。

3

分析巨噬细胞亚群和极化

评估METTL3缺失对腹膜巨噬细胞组成和极化的影响。

通过流式细胞术分析SPM和LPM的比例及M1/M2标志物。

4

评估MDSCs募集和趋化因子分泌

检测METTL3缺失是否增加MDSCs募集和相关趋化因子。

通过流式细胞术分析Gr-1+ MDSCs及其亚群,并用ELISA测定腹腔灌洗液和血清中的细胞因子/趋化因子。

5

体外共培养实验探究IL-1β分泌机制

确定METTL3缺乏如何增强IL-1β分泌及其是否依赖炎症小体。

将LPS预处理或未处理的BMDMs与活ID8细胞或裂解物共培养,检测IL-1β转录和分泌,并通过Western blot和LDH法分析炎症小体和细胞死亡。

6

单细胞测序验证免疫细胞组成

从转录组水平确认MDSCs募集和细胞因子表达变化。

对WT和Mettl3-cKO荷瘤小鼠的腹膜细胞进行scRNA-seq,分析细胞亚群和差异表达基因。

7

分析粒细胞中Cybb表达

探讨MDSCs功能变化(NOX2)是否与免疫抑制相关。

从肿瘤腹腔分离粒细胞,通过qRT-PCR验证Cybb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
DMEM培养基Gibco Inc.--
胎牛血清Gibco Inc.--
青霉素-链霉素Gibco Inc.--
巨噬细胞集落刺激因子NovoproteinCB34
红细胞裂解液Sigma-AldrichR7757
TRIzol试剂Vazyme Biotech Co.,LtdR411-01
NanoDrop 2000Thermo Scientific--
Hybond-N+膜GE HealthcareRPN3003B
抗m6A抗体Ablconal TechnologyA19841
抗NLRP3抗体CST15101S
抗β-actin抗体CST4970S
抗GSDMD抗体CST39754S
抗caspase-1抗体AdipoGenAG-20B-0042-C100
HRP标记的抗兔IgG抗体SigmaA0545
HRP标记的抗小鼠IgG抗体Invitrogen31,430
ECL检测系统MilliporeWBKLS500
Roche细胞毒性检测试剂盒Roche Applied Science11,644,793,001
Zombie Aqua固定活力试剂盒BioLegend423,102
Foxp3/转录因子染色缓冲液套装Invitrogen00-5523-00
抗CD68抗体 (AF594)BioLegend137,020
抗Ki-67抗体 (FITC)eBioscience11-5698-82
DAPISigma-AldrichD9542
小鼠IL-1β ELISA试剂盒Invitrogen88-7013-88
小鼠IL-6 ELISA试剂盒R&D SystemsM6000B
小鼠IL-10 ELISA试剂盒R&D SystemsM1000B
小鼠IL-12 ELISA试剂盒R&D SystemsM1270
小鼠TNF-α ELISA试剂盒R&D SystemsMTA00B
小鼠CCL2 ELISA试剂盒Absinabs520016-96T
小鼠CXCL2 ELISA试剂盒NeobioscienceEMC122.96
UNlQ-10柱式Trizol总RNA提取试剂盒SangonB511321-0100
ReverTra Ace™ qRT-PCR试剂盒TOYOBOFSQ-101
Chromium控制器10x Genomics--
Chromium单细胞3'试剂盒v310x Genomics--
NovaSeq 6000Illumina--
CellRanger v5.0.1----
Seurat v3.2.0----
clusterProfiler----
FlowJoFlowJo LLC--
GraphPad PrismGraphPad Software--

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
建立Mettl3-cKO小鼠模型
Mettl3fl/fl Lyz2-Cre+ 基因型;6-8周龄雌性小鼠
阅读提示:Materials and methods - Mice
ID8肿瘤模型
ID8细胞系来源(iCell Bioscience),腹腔注射剂量(5×10^5),监测时间点(1、4、8周)
阅读提示:Materials and methods - Mouse tumor experiments; Figure 1 legend
BMDM培养和共培养
骨髓来源,M-CSF(10 ng/ml)诱导7天;LPS预处理(10 ng/ml)过夜;与活ID8细胞或裂解物共培养
阅读提示:Materials and methods - Cell cultures; Cytotoxicity assay
IL-1β分泌检测
ELISA试剂盒(Invitrogen, 88-7013-88);LPS预处理必要性;活ID8细胞而非裂解物诱导分泌
阅读提示:Results - 'Viable ID8 cells...'; Figure 4 legend
MDSCs分析
流式细胞术门控Gr-1+ MDSCs;PMN-MDSCs (Ly6G+) 和M-MDSCs (Ly6C+) 亚群
阅读提示:Results - 'Mettl3 depletion...'; Figure 3 legend