LGALS1阻断的多因素效应使肿瘤对免疫检查点抑制剂敏感化

Multifactorial effects of LGALS1 blockade sensitize tumors to immune checkpoint inhibitor

作者信息Jessy John, Mohammad A I Al-Hatamleh, Monika Vashisht, Arpitha H Shivarudrappa, Huaibin Ge, Karen Siddoway, Anthony J Bragoli, Priya Singh, Mohamed Y Zaky, Dan P Zandberg, Qiyiwen Zhang, Mathias Danielsen, Marija Ciba, Tomáš Lášek, Balazs Schafer, Marvin H Caruthers, Yuefeng Gao, Xuedong Liu, Zhangguo Chen, Jing H Wang
PMID42265804
发布时间2026-06-09
DOI10.1186/s40164-026-00784-2

实验完整度

包含细胞系体外共培养、CRISPR敲除、小鼠肿瘤模型、患者样本分析及流式/单细胞测序等多层级验证。

主要模型

A223小鼠SCC模型 A1419和A1206 4-NQO诱导的SCC模型 骨髓细胞-肿瘤细胞共培养体系 ICI治疗的HNSCC患者队列

重点核对

LGALS1在肿瘤细胞和髓系细胞中的表达水平及亚细胞定位 抗PD-L1治疗反应者(R)与非反应者(NR)的LGALS1表达差异 OTX-008联合抗PD-L1对肿瘤生长和生存的影响 STAT3信号通路在OTX-008激活CD8 T细胞中的作用 TAMs的M1/M2极化状态及其功能

摘要

背景 头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)占所有头颈癌的90%。尽管免疫检查点抑制剂(ICIs)改善了HNSCC的结局,但缓解率仍然较低(10-20%)。因此,确定新的靶点以使HNSCC对ICI治疗敏感化是一个关键的未满足临床需求。 方法 为了确定潜在的新靶点,我们分析了人类HNSCC临床样本和小鼠HNSCC模型。我们评估了接受ICI治疗的HNSCC患者和荷瘤小鼠(对抗PD-L1治疗有反应者与无反应者)的血源样本。我们测试了LGALS1抑制联合抗PD-L1疗法的疗效,并通过流式细胞术表征免疫特征。此外,我们采用机制性实验来确定LGALS1阻断对髓系细胞分化和CD8 T细胞活化的影响。 结果 我们发现LGALS1在HNSCC中以亚型和分期依赖性方式上调。与先前关注细胞外LGALS1的发现相反,我们的研究揭示,SCC肿瘤细胞、肿瘤浸润髓系细胞和活化CD8 T细胞内的LGALS1表达主要是细胞内的。在小鼠模型中,髓系细胞中较低的细胞内LGALS1和较高的血浆LGALS1水平与抗PD-L1无反应相关;一致地,在ICI治疗的HNSCC患者中,血清LGALS1升高预示较差的总生存。药理学LGALS1抑制使肿瘤对抗PD-L1敏感化,并显著延长受体生存期。值得注意的是,LGALS1抑制并未改变表达水平;相反,其疗效依赖于肿瘤内在和肿瘤外在机制。LGALS1阻断与抗PD-L1的联合有效重塑了髓系区室,显著降低了总CD11b+细胞和肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)的频率,同时将剩余的TAMs转向M1样表型。这些变化,加上增强的CD8和CD4 T细胞浸润和效应功能,促进了免疫抑制性较低的肿瘤微环境。体外共培养实验表明,LGALS1抑制将TAM极化转向M1样表型。此外,LGALS1阻断通过STAT3依赖性机制直接激活CD8 T细胞。 结论 我们得出结论,LGALS1对于预测HNSCC中ICI反应具有重要的预后价值。LGALS1可能代表一个多模式治疗靶点,以使肿瘤对免疫治疗敏感化,因为其阻断同时调节肿瘤细胞、髓系细胞和CD8 T细胞,以克服多层耐药并促进强效的抗肿瘤免疫。

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
LGALS1阻断是否能使HNSCC对免疫检查点抑制剂敏感化,并阐明其机制和预后价值。
核心机制
LGALS1阻断通过同时调节肿瘤细胞、髓系细胞和CD8 T细胞,减少免疫抑制性髓系浸润,促进M1样TAM极化,并通过STAT3依赖性机制增强CD8 T细胞活化,从而克服多层免疫治疗耐药。
主要证据
基于A223、A1419、A1206小鼠模型和HNSCC患者样本,通过流式细胞术、scRNA-seq、体外共培养、LGALS1敲除和药理学抑制等实验证明。
研究意义
LGALS1可作为预测ICI反应的预后生物标志物,并代表一个有前景的组合治疗靶点,为HNSCC更有效的治疗策略提供科学依据。

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

鉴定LGALS1在肿瘤浸润免疫细胞中的表达

明确LGALS1在肿瘤微环境中不同细胞类型中的表达模式。

对小鼠肿瘤CD45+免疫细胞进行scRNA-seq,分析LGALS1表达;通过Western blot检测肿瘤细胞系中LGALS1表达;分析人类HNSCC scRNA-seq数据集和TCGA数据库。

2

评估LGALS1水平与ICI治疗反应的相关性

探讨LGALS1表达水平是否与抗PD-L1/抗PD-1治疗结果相关。

通过流式细胞术检测小鼠PBMC和肿瘤中CD11b+细胞内LGALS1水平,检测血浆LGALS1浓度,并与治疗反应(R、SP、NR)和患者生存关联。

3

测试LGALS1抑制联合抗PD-L1的疗效

验证LGALS1抑制剂OTX-008与抗PD-L1联合是否能增强抗肿瘤效果。

在A223肿瘤模型中,给予不同治疗(对照、OTX-008、抗PD-L1、联合),监测肿瘤生长和生存。

4

剖析肿瘤源性和免疫源性LGALS1的贡献

确定联合治疗中,阻断肿瘤细胞来源的LGALS1与免疫细胞来源的LGALS1各自的作用。

利用CRISPR/Cas9生成LGALS1敲除的A223细胞系,体内外评估其生长,并将LGALS1-KO肿瘤移植小鼠,比较抗PD-L1单用与联合OTX-008的疗效。

5

分析联合治疗对肿瘤浸润髓系细胞的影响

研究联合治疗对髓系细胞亚群和TAM极化的影响。

流式细胞术分析肿瘤中CD11b+细胞、MDSCs、TAMs及其M1/M2表型。

6

体外研究OTX-008对髓系分化的直接作用

在无体内复杂环境下,验证OTX-008对TAM分化和极化的直接效应。

将骨髓细胞与肿瘤细胞共培养,在有无OTX-008的条件下,分析TAM百分比和M1/M2标志。

7

研究OTX-008对CD8 T细胞活化和生存的直接作用

确定OTX-008是否直接增强CD8 T细胞功能,并探索其机制。

分离脾脏CD8 T细胞,进行抗CD3/CD28刺激,用OTX-008和/或STAT3 ASO处理,检测活化标志(CD69)、细胞因子产生和凋亡。

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
C57BL/6小鼠Jackson Laboratories--
DMEM培养基----
胎牛血清----
胰蛋白酶-EDTAFisher Scientific--
Matrigel基底膜基质Corning--
抗PD-L1抗体Leinco TechnologiesP371
OTX-008MedChemExpressHY-19756
Liberase DLSigma-Aldrich--
红细胞裂解液Sigma-Aldrich--
佛波醇-12-豆蔻酸酯-13-乙酸酯----
离子霉素LC Laboratories--
布雷菲德菌素A溶液BD Biosciences347688
LIVE/DEAD可固定Aqua死细胞染料Invitrogen--
BD固定/透化试剂盒BD Biosciences--
TruStain FcXBioLegend--
Brilliant Stain Buffer PlusBD Horizon--
BD LSRFortessa X-20流式细胞仪BD Biosciences--
FlowJo软件FLOWJO--
EasySep小鼠CD45阳性分选试剂盒StemCell Technologies18945
10x Genomics单细胞芯片G10x Genomics--
Chromium Next GEM单细胞3'试剂盒10x Genomics--
Illumina NovaSeq 6000测序仪Illumina--
CellRanger软件10x Genomics--
Seurat软件----
Pierce BCA蛋白测定试剂盒Thermo Scientific23228
SDS-PAGE凝胶Bio-Rad--
硝酸纤维素膜Bio-Rad1620112
ECL Plus发光液Cytiva--
G:Box Chemi-XX6成像系统Syngene--
小鼠LGALS1 ELISA试剂盒R&D SystemsDY1245
人LGALS1 ELISA试剂盒R&D SystemsDGAL10
BD Microtainer含EDTA二钾采血管BD Biosciences365974
LGALS1敲除质粒Santa Cruz Biotechnologiessc-421415-KO-2
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher ScientificL3000008
Beckman Coulter MoFlo Astrios高速分选仪Beckman Coulter--
CellTrace Violet细胞增殖试剂盒Thermo Fischer ScientificC34557
LIVE/DEAD可固定绿色死细胞染料试剂盒InvitrogenL23101
HEPES缓冲液----
MEM非必需氨基酸Mediatech Inc.--
L-谷氨酰胺----
Gibco抗生素-抗真菌剂Life Science Corporation--
β-巯基乙醇Sigma-Aldrich--
Alexa Fluor 488偶联的Zymosan A生物颗粒Invitrogen--
EasySep小鼠CD8 T细胞分选试剂盒STEMCELL Technologies9853
人白介素-2----
Gibco Dynabeads小鼠T细胞激活剂CD3/CD28Thermo Fisher Scientific11452D
STAT3特异性反义寡核苷酸----
NucView Caspase-3底物Biotium10402
GraphPad Prism软件GraphPad 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
动物模型建立
肿瘤细胞系(A223、A1419或A1206)的注射数量(1×10^5或1×10^6)和注射体积(100 μL),小鼠品系(WT C57BL/6)和性别(6-8周龄)。
阅读提示:Methods: In vivo mouse work and tumor injection
药物治疗方案
抗PD-L1剂量(200 μg/只)和给药时间(第12、14、16天),OTX-008剂量(5 mg/kg)和给药次数(7次,隔天一次),给药途径(腹腔注射)。
阅读提示:Methods: In vivo mouse work and tumor injection; Figure legends 2, 3
肿瘤测量与分组
肿瘤体积计算方法((length×width^2)/2),RCTV计算方式((TVn-TV0)/TV0),以及R(RCTV<0)、SP(0<RCTV≤1.5)和NR(RCTV>1.5)的定义。
阅读提示:Methods: In vivo mouse work and tumor injection; Figure legend 2
流式细胞术分析
肿瘤消化条件(Liberase DL 50 μg/mL,30分钟,37℃),表面和细胞内染色步骤,以及抗体克隆和浓度(见补充表1)。
阅读提示:Methods: Flow cytometry of tumor-infiltrating immune cells; Supplemental Table 1
CD8 T细胞激活实验
CD8 T细胞分离和培养条件(0.5×10^6 cells/mL),刺激条件(Dynabeads CD3/CD28 1:4),OTX-008浓度(20 μM),STAT3 ASO浓度(6或12 μM),以及刺激时间(72小时)。
阅读提示:Methods: CD8 T cell isolation and culture; Figure legend 9