胰腺癌教育巨噬细胞通过上调CD59保护癌细胞免受补体依赖性细胞毒性

Pancreatic cancer-educated macrophages protect cancer cells from complement-dependent cytotoxicity by up-regulation of CD59.

作者信息Ronghua Zhang, Qiaofei Liu, Junya Peng, Mengyi Wang, Xiang Gao, Quan Liao, Yupei Zhao
PMID31685825
发布时间2019-11-04
DOI10.1038/s41419-019-2065-4

实验完整度

文献包含患者组织芯片、细胞共培养、功能验证、机制验证等多层实验,且体外实验验证功能,RNA-seq及基因操作验证机制。

主要模型

THP-1巨噬细胞与胰腺癌细胞共培养模型 胰腺癌组织芯片 胰腺癌细胞系(AsPC-1、BxPC-3、MiaPaCa-2等)

重点核对

胰腺癌细胞系:AsPC-1、BxPC-3、MiaPaCa-2 THP-1细胞经PMA诱导为巨噬细胞,PMA浓度100 ng/mL 共培养时间:48小时 补体来源:新鲜人血清,稀释比例2:5 IL-6浓度梯度:0、0.01、1、10、100 nM

摘要

肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是多功能的免疫细胞,促进胰腺癌的多种恶性行为。CD59是一种GPI锚定的膜蛋白,通过抑制膜攻击复合物的形成来阻止补体激活,这可能保护癌细胞免受补体依赖性细胞毒性(CDC)的作用。CD59、TAMs和胰腺癌之间的相互作用仍 largely 未知。使用胰腺癌患者的组织芯片评估CD59和TAMs的相互关系,并分析其生存影响。在共培养系统中,THP-1细胞被用作研究TAMs功能的模型,并通过实时PCR、western blot和免疫荧光染色证明了胰腺癌教育巨噬细胞在调节胰腺癌细胞中CD59表达中的作用。通过体外研究证明了巨噬细胞对调节胰腺癌细胞中CDC的作用。为了探索潜在机制,对与或不与THP-1巨噬细胞共培养的胰腺癌细胞进行了RNA测序,结果显示IL-6R/STAT3信号通路可能参与调节,并通过靶向siRNA转染、抗体中和和STAT3抑制剂进一步证明。我们的数据揭示,TAMs的浸润和胰腺癌中CD59的表达是平行的,更高的TAMs浸润和更高的CD59表达预示胰腺癌患者更差的生存。胰腺癌教育巨噬细胞通过IL-6R/STAT3信号通路上调CD59,从而保护癌细胞免受CDC。这些发现揭示了TAMs和CD59之间的新机制,并为胰腺癌的免疫治疗提供了新的有希望的靶点。

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
肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是否通过调节CD59表达影响胰腺癌细胞对补体依赖性细胞毒性(CDC)的敏感性,以及其潜在机制。
核心机制
胰腺癌教育巨噬细胞通过分泌IL-6激活胰腺癌细胞中的IL-6R/STAT3信号通路,上调CD59表达,从而保护癌细胞免受补体依赖性细胞毒性。
主要证据
临床组织芯片显示CD59表达与TAM浸润正相关;共培养实验上调CD59并增强CDC抵抗;RNA-seq及基因操作证明IL-6/STAT3通路作用,siRNA敲低或抑制剂可逆转效应。
研究意义
揭示了TAMs与CD59之间新的相互作用机制,为胰腺癌免疫治疗提供了新的潜在靶点。

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

临床样本分析

评估胰腺癌组织中CD59表达与TAM浸润的相关性及其对患者生存的影响。

收集74例PDAC患者的肿瘤及癌旁组织构建组织芯片,通过免疫组化检测CD59和CD163表达,并分析其与临床病理特征及生存的关系。

2

体外共培养实验

验证胰腺癌教育巨噬细胞对癌细胞CD59表达的影响。

使用transwell共培养系统,将THP-1来源巨噬细胞与胰腺癌细胞共培养,通过western blot、流式细胞术和免疫荧光检测CD59表达。

3

功能验证

确定CD59上调对补体依赖性细胞毒性(CDC)的影响。

使用siRNA敲低CD59后进行CDC实验,并通过annexin V/PI染色检测细胞死亡;同时共培养后评估细胞存活率。

4

机制探索

探究巨噬细胞调节CD59表达的信号通路。

通过RNA-seq分析共培养后差异表达基因,关注IL-6R/STAT3通路;使用IL-6中和抗体、siRNA敲低IL-6和STAT3、AG490抑制剂验证通路。

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HyClone--
DMEM培养基HyClone--
胎牛血清HyClone--
佛波醇12-十四酸酯13-乙酸酯Sigma-Aldrich--
Transwell插入物Corning--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
SDS裂解缓冲液----
硝酸纤维素膜Millipore--
ECL试剂盒Applygen--
TRIzol试剂TakaraCat#9108
逆转录试剂盒TakaraCat. #RR037A
TB Green预混Ex TaqTakaraCat. #RR420A
山羊抗兔Alexa Fluor 488 IgGInvitrogenCat # A-11034
DAPI----
抗人CD59 FITC抗体Biolegend--
抗人CD163 PerCP抗体Biolegend--
FITC Annexin V凋亡检测试剂盒Neobioscience--
IL-6 ELISA试剂盒R&D Systems--
NEBNext Ultra RNA文库制备试剂盒NEB--
RNA Nano 6000检测试剂盒Agilent Technologies--
NanoPhotometer分光光度计IMPLEN--
CD59抗体Sigma-AldrichHPA026494
CD163抗体Abcamab182422
抗GAPDH抗体Santa Cruz BiotechnologyFL-335
抗Arg-1抗体Proteintech16001-1-AP
抗IFN-γ抗体Abcamab9657
抗iNOS抗体Abcamab3523
抗IL-6抗体Abcamab6672
抗STAT3抗体Cell Signaling TechnologyD1B2J
抗磷酸化STAT3抗体Cell Signaling TechnologySer727
HRP标记二抗Zsbio--
重组人IL-6Peprotech--
IL-6中和抗体Abcamab9324
AG490Sigma-Aldrich--

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
临床样本分析
样本纳入标准:74例PDAC患者,年龄34-85,R0切除,未接受新辅助化疗;组织芯片构建;CD59表达评分(H-score);TAM浸润密度(CD163阳性细胞/mm²)
阅读提示:Methods: PDAC sample collection and tissue microarray construction; Immunohistochemistry (IHC) assay and evaluation
细胞培养与共培养
胰腺癌细胞系:AsPC-1、BxPC-3、MiaPaCa-2等;THP-1细胞浓度2.5×10^5/mL,PMA诱导浓度100 ng/mL,时间24小时;共培养时间48小时;transwell孔径0.4 μm
阅读提示:Methods: Cell culture and treatment
siRNA敲低
siRNA浓度50 nM;转染试剂:Lipofectamine 3000;目标序列:si-h-CD59: GGTTACAAGTGTATAACAA;si-h-IL-6: GGAGTTTGAGGTATACCTA;si-h-STAT3: CATCTGCCTAGATCGGCTA
阅读提示:Methods: siRNA transfection
CDC实验
新鲜人血清稀释比例2:5;热处理血清作为对照;细胞密度2.0×10^5/mL;孵育时间24小时;检测:annexin V/PI
阅读提示:Methods: CDC and apoptosis assays
机制验证
IL-6重组蛋白浓度:0、0.01、1、10、100 nM;STAT3抑制剂AG490浓度依赖性实验;IL-6中和抗体使用
阅读提示:Results: Pancreatic cancer-educated macrophages induced the upregulation of CD59...; Methods: Cell culture and treatment