CALR-TLR4复合物通过调节树突状细胞的迁移和成熟抑制非小细胞肺癌的进展

CALR-TLR4 Complex Inhibits Non-Small Cell Lung Cancer Progression by Regulating the Migration and Maturation of Dendritic Cells.

作者信息Ruo Chen, Min Huang, Xu Yang, Xiao-Hong Chen, Ming-Yan Shi, Zhuo-Fan Li, Zhi-Nan Chen, Ke Wang
PMID34660305
发布时间2021-10-11
DOI10.3389/fonc.2021.743050

实验完整度

包含临床组织样本分析、体外细胞实验、机制验证(co-IP、信号通路)和体内小鼠模型等多个独立证据层级。

主要模型

NSCLC细胞系A549、H460(稳转mCALR) 小鼠LLC细胞系(LLC-mCALR) 健康志愿者PBMC来源的树突状细胞 C57BL/6J小鼠皮下移植瘤模型

重点核对

NSCLC组织芯片中mCALR与DC-LAMP表达的相关性(Spearman r=0.251, P=0.019) mCALR稳转细胞系的构建与验证(CALR(del_KDEL)-GPI,Flag标签) DC迁移实验(transwell,1×10^5 mDCs,4小时)和成熟实验(CD83表达) 抗体封闭CCL19或TNFα对DC迁移和成熟的抑制 TLR4敲低后TNFα和CCL19表达下降

摘要

背景:肺癌是一种威胁人类生命的常见恶性肿瘤,具有高发病率和死亡率。钙网蛋白(CALR)是非小细胞肺癌(NSCLC)中免疫原性细胞死亡的特征性抗原,与抗肿瘤免疫密切相关,但其在抗肿瘤免疫中的具体机制仍不清楚。方法:采用免疫组织化学染色检测NSCLC组织中CALR和树突状细胞-溶酶体相关膜糖蛋白(DC-LAMP)的表达。使用细胞上清液诱导树突状细胞(DCs)的迁移和成熟。采用Western blot和实时PCR研究CALR-Toll样受体4(TLR4)-MyD88信号通路中相应分子的表达。进行体内实验以评估mCALR在肺癌进展中的作用。结果:NSCLC细胞膜上CALR(mCALR)的表达与NSCLC中DC浸润呈正相关,且与NSCLC患者的预后密切相关。此外,mCALR通过激活CALR-TLR4-MyD88信号通路并增加TNFα和CCL19的分泌,促进DC的迁移和成熟,而这种作用可被TLR4的缺失所抑制。体内实验表明,mCALR通过促进肺癌组织中DC的浸润来抑制肺癌进展。结论:我们的研究探讨了CALR-TLR4复合物在DC迁移和成熟中的功能及机制,并研究了CALR-TLR4复合物对肺癌进展的抑制作用,为NSCLC的免疫治疗提供了理论基础和思路。

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
CALR-TLR4复合物在DC迁移和成熟中的作用及其对非小细胞肺癌进展的影响机制是什么?
核心机制
mCALR与TLR4相互作用,激活TLR4-MyD88信号通路,促进ERK1/2、p38、JNK和p65的磷酸化,进而增加TNFα和CCL19的分泌,从而促进DC的迁移和成熟。
主要证据
免疫组化显示mCALR与DC-LAMP正相关;体外实验显示mCALR上清促进DC迁移和成熟,敲低CALR或TLR4则抑制;体内实验中LLC-mCALR肿瘤生长受到抑制且DC浸润增加。
研究意义
揭示CALR-TLR4复合物抑制NSCLC进展的机制,为NSCLC免疫治疗提供理论基础和思路。

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

临床样本相关性分析

探究NSCLC组织中mCALR表达与DC浸润的相关性及其与预后的关系。

使用免疫组化染色检测NSCLC组织芯片中mCALR和DC-LAMP的表达,并进行Spearman相关性分析及Kaplan-Meier生存分析。

2

体外验证mCALR对DC迁移和成熟的影响

验证mCALR是否能促进DC的迁移和成熟,并确定其分泌的细胞因子。

构建mCALR稳转细胞系,收集细胞上清液,进行DC迁移实验(transwell)和成熟实验(流式检测CD83),并通过ELISA和Western blot检测TNFα和CCL19水平。

3

机制验证:CALR-TLR4-MyD88信号通路

探究mCALR是否通过TLR4-MyD88信号通路促进TNFα和CCL19的分泌。

通过co-IP验证mCALR与TLR4的相互作用,Western blot检测TLR4、MyD88以及MAPK和NF-κB通路蛋白的磷酸化水平,并使用siRNA敲低TLR4观察对TNFα和CCL19的影响。

4

体内验证mCALR对肺癌进展的影响

在动物模型中验证mCALR是否通过促进DC浸润抑制肺癌进展。

将LLC-mCALR和对照细胞皮下注射C57BL/6J小鼠,两周后比较肿瘤大小和重量,并检测肿瘤组织中TLR4、TNFα、CCL19的表达及DC亚群的比例。

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
RPMI-1640培养基----
AIM-V培养基GibcoA3021002
粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子R&D Systems215-GMP-050
白细胞介素-4R&D Systems204-GMP-050
白细胞介素-6R&D Systems206-GMP-050
白细胞介素-1βR&D Systems201-GMP-100
肿瘤坏死因子αR&D Systems210-GMP-100
前列腺素E2Tocris2296/10
PE标记的抗人CD80抗体BioLegend305208
PE标记的抗人CD83抗体BioLegend305308
PE标记的抗人CD86抗体BioLegend305406
PE标记的抗人CD14抗体BioLegend367104
PE标记的抗人CD11c抗体BioLegend301606
PE标记的抗人HLA-DR抗体BioLegend307606
PE标记的抗人HLA-ABC抗体BioLegend311406
PE标记的抗人CCR7抗体BioLegend353204
Transwell小室Corning--
抗β-肌动蛋白抗体HUABIOM1210-2
总RNA提取试剂盒IIOmega Bio-tek--
PrimeScript逆转录试剂盒TaKaRa--
TB Green® Premix Ex Taq™ II试剂盒TaKaRa--
CCK8溶液TopscienceC0005
人TNFα预包被ELISA试剂盒DAKEWE1117202
人CCL19/MIP-3β ELISA试剂盒NeoBioscienceEHC036
Pierce免疫共沉淀试剂盒Thermo Fisher Scientific26149
抗TLR4抗体Santa Cruzsc-293072
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher Scientific--
Mem-PER™ Plus膜蛋白提取试剂盒Thermo Fisher Scientific89842
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
PVDF膜Millipore--
抗GAPDH抗体HUABIOR1210-1
抗Flag抗体HUABIOM1403-2
抗CALR抗体Santa Cruzsc-166837
抗TNFα抗体Proteintech17590-1-AP
抗CCL19抗体InvitrogenMA5-23833
抗p65抗体Proteintech10745-1-AP
抗磷酸化p65抗体Cell Signaling Technology3033s
抗JNK抗体Cell Signaling Technology9252s
抗磷酸化JNK抗体Cell Signaling Technology9251s
抗p38抗体HUABIOET1602-26
抗磷酸化p38抗体HUABIOER1903-01
抗ERK1/2抗体HUABIOET1601-29
抗磷酸化ERK1/2抗体Cell Signaling Technology4370s
抗MyD88抗体Santa Cruzsc-74532
抗Na+/K+-ATPase抗体Santa Cruzsc-21712
山羊抗小鼠IgG(H+L)二抗Thermo Fisher Scientific31430
山羊抗兔IgG(H+L)二抗Thermo Fisher Scientific31460
抗DC-LAMP抗体NOVUSDDX0190P-100
链霉亲和素-过氧化物酶试剂盒Zhongshan Jinqiao Co.--
FITC标记的抗小鼠CD11c抗体BioLegend117306
PE标记的抗小鼠CD8a抗体BioLegend100708
PE标记的抗小鼠/人CD207 (Langerin)抗体BioLegend144204
PerCP/Cyanine5.5标记的抗小鼠CD103抗体BioLegend121416
APC标记的抗小鼠CD317 (BST2, PDCA-1)抗体BioLegend127016
PerCP/Cyanine5.5标记的抗小鼠I-A/I-E抗体BioLegend107626
PE标记的抗小鼠CD80抗体BioLegend104708
APC标记的抗小鼠CD86抗体BioLegend105012
PE/Cyanine7标记的抗小鼠CD40抗体BioLegend124622

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
组织样本分析
组织芯片中mCALR和DC-LAMP的IHC评分标准,样本量(88例),相关性分析结果。
阅读提示:见Materials and Methods中的Immunohistochemical Staining和Results中的Figure 1
细胞培养与稳转构建
A549、H460、LLC细胞系的来源,CALR(del_KDEL)-GPI构建载体信息,稳转筛选方法。
阅读提示:见Materials and Methods中的Cell Lines
DC诱导
PBMC来源,GM-CSF和IL-4浓度,诱导时间,成熟因子组合及浓度(IL-6、IL-1β、TNFα、PGE2)。
阅读提示:见Materials and Methods中的DC Induction和Supplementary Figure 3
DC迁移和成熟实验
Transwell孔径(8μm)、细胞数(1×10^5)、迁移时间(4小时),成熟检测抗体(CD83)和培养时间(24小时)。
阅读提示:见Materials and Methods中的DC Migration and Maturation Assay
机制验证
co-IP使用的抗体(抗TLR4),siRNA序列和转染试剂(Lipofectamine 2000),Western blot检测的磷酸化蛋白。
阅读提示:见Materials and Methods中的Co-Immunoprecipitation Assay、siRNA Transfection和Western Blot
动物实验
小鼠品系、周龄、性别,细胞注射数量(1×10^6),观察时间(2周),DC亚群流式抗体组合。
阅读提示:见Materials and Methods中的Mouse Experiments