GLP1减轻油酸驱动的肿瘤浸润CD8+ T细胞产生的lipocalin-2以减少多形核MDSC募集并增强胰腺癌中的病毒免疫治疗

GLP1 alleviates oleic acid-propelled lipocalin-2 generation by tumor-infiltrating CD8+ T cells to reduce polymorphonuclear MDSC recruitment and enhances viral immunotherapy in pancreatic cancer

作者信息Jingyi Wu, Peng Qian, Yifeng Han, Chuning Xu, Mao Xia, Ping Zhan, Jiwu Wei, Jie Dong
PMID39910336
发布时间2025-03
DOI10.1038/s41423-025-01260-3

实验完整度

包含体外细胞实验、多种小鼠肿瘤模型(皮下、原位、KPC、人源化CDX/PDX)及临床样本分析,并进行了分子机制验证和功能验证。

主要模型

Panc02小鼠胰腺癌皮下模型 MC38小鼠结肠癌皮下模型 原位Panc02胰腺癌模型 人源化CDX和PDX胰腺癌模型

重点核对

PMN-MDSC和CD8+ T细胞浸润的时间顺序及CD8+ T细胞对PMN-MDSC募集的依赖性(通过裸鼠和T细胞耗竭/过继转移验证) LCN2对PMN-MDSC趋化的作用(通过中和抗体、LCN2敲除小鼠和CD8+ T细胞条件性敲除验证) 油酸诱导的溶酶体膜透化和CTSB-NF-κB通路在LCN2上调中的作用(通过抑制剂和亚细胞分离验证) GLP1受体激动剂对CD8+ T细胞油酸合成和LCN2产生的抑制作用(通过利拉鲁肽处理和GLP-1R阻断剂验证) AdV-GLP1在多种胰腺癌模型中的抗肿瘤效果及对CD8+ T细胞和PMN-MDSC的影响(通过肿瘤体积、生存率和流式细胞术验证)

摘要

肿瘤微环境(TME)中多形核MDSCs(PMN-MDSCs)的募集抑制了肿瘤浸润性CD8+ T细胞(CD8+ TILs)的抗肿瘤活性。关于抗肿瘤CD8+ TILs在主动启动免疫耐受微环境中的作用,尤其是在PMN-MDSCs募集中的作用,目前知之甚少。在本研究中,我们发现免疫治疗活化的CD8+ TILs显著增加了TME中PMN-MDSC的浸润,导致抗肿瘤耐药。当CD8+ T细胞被激活时,lipocalin-2(LCN2)表达强烈上调,显著增强PMN-MDSC的趋化。机制上,免疫激活增加了CD8+ T细胞中的脂肪酸合成,特别是油酸(OA),其诱导溶酶体膜透化,释放组织蛋白酶B,随后激活NF-κB以促进LCN2表达。此外,我们证明胰高血糖素样肽1(GLP1)有效抑制活化CD8+ T细胞中的OA合成,减少LCN2产生。然后我们开发了编码GLP1的重组腺病毒(AdV-GLP1),其显著减少PMN-MDSC浸润并重振CD8+ TILs的抗肿瘤活性。在各种胰腺癌模型中,包括皮下、原位和人源化CDX/PDX模型,AdV-GLP1显示出优异的抗肿瘤功效。我们的工作推进了对免疫治疗活化的CD8+ TILs如何启动PMN-MDSC浸润的理解,并提供了针对这种相互作用以改善癌症免疫治疗的临床相关策略。

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
免疫治疗激活的CD8+ T细胞是否以及如何招募PMN-MDSCs,从而削弱抗肿瘤免疫,以及能否通过调控CD8+ T细胞的脂质代谢来阻断这一过程。
核心机制
免疫激活上调CD8+ T细胞中脂肪合成,导致油酸积累,进而诱导溶酶体膜透化并释放组织蛋白酶B (CTSB),激活NF-κB信号通路,促进LCN2表达和分泌,LCN2作为趋化因子招募PMN-MDSCs进入肿瘤微环境,抑制CD8+ T细胞功能。
主要证据
体外共培养和Transwell实验证明活化CD8+ T细胞通过LCN2招募PMN-MDSCs;LCN2敲除或中和抗体减少PMN-MDSC浸润;油酸处理增加LCN2产生并激活NF-κB;利拉鲁肽(GLP1受体激动剂)抑制油酸合成和LCN2产生;AdV-GLP1在皮下、原位、KPC、人源化CDX/PDX模型中抑制肿瘤生长并减少PMN-MDSC浸润,增强CD8+ T细胞活性。
研究意义
该研究揭示了免疫治疗激活的CD8+ TILs主动招募PMN-MDSC的机制,为克服免疫治疗耐药提供了新策略;AdV-GLP1作为局部表达GLP1的溶瘤腺病毒,可能成为提高胰腺癌免疫治疗效果的临床候选药物。

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

验证PMN-MDSC与CD8+ T细胞的动态关系

确定免疫治疗后PMN-MDSC浸润与CD8+ T细胞活化之间的时间顺序和因果关系。

在皮下Panc02模型中,分别用溶瘤腺病毒或抗PD-1处理,在不同时间点检测肿瘤浸润免疫细胞(CD8+ T细胞、PMN-MDSC等)的频率,并在T细胞缺陷裸鼠、抗体耗竭和过继转移实验中验证CD8+ T细胞对PMN-MDSC募集的作用。

2

鉴定CD8+ T细胞产生的LCN2对PMN-MDSC趋化的作用

探索活化CD8+ T细胞促进PMN-MDSC募集的分子机制,并验证LCN2的关键作用。

通过转录组测序分析AdV处理后的肿瘤组织,筛选差异表达基因,重点关注趋化相关基因;通过体外Transwell实验和体内实验验证LCN2对PMN-MDSC趋化的作用;通过流式、共聚焦、ELISA和RT-qPCR检测LCN2表达。

3

研究油酸积累和溶酶体膜透化在LCN2上调中的作用

阐明活化CD8+ T细胞中脂肪酸代谢(特别是油酸)如何导致LCN2表达升高的分子机制。

检测活化CD8+ T细胞中的脂质含量(BODIPY染色)、脂肪酸组成(LC-MS/MS)、脂质合成相关基因表达;用油酸或NF-κB抑制剂处理细胞,检测NF-κB活化和LCN2表达;用AO染色检测溶酶体膜透化,分离细胞质和溶酶体组分检测CTSB释放。

4

评估GLP-1受体激动剂对CD8+ T细胞油酸合成和LCN2产生的抑制效果

验证GLP1信号是否能抑制活化CD8+ T细胞的脂肪酸合成,从而减少LCN2的产生及对PMN-MDSC的趋化。

检测活化CD8+ T细胞和CD8+ TILs中GLP-1R的表达;用利拉鲁肽处理活化CD8+ T细胞,检测脂肪酸合成基因表达、脂质含量、LCN2表达和分泌,以及通过Transwell实验检测对中性粒细胞趋化的影响;用GLP-1R拮抗剂EX9验证特异性。

5

构建AdV-GLP1并在体内验证其抗肿瘤效果和机制

开发并测试一种能够在肿瘤微环境中局部表达GLP1的溶瘤腺病毒,以阻断PMN-MDSC募集并增强抗肿瘤免疫。

构建重组腺病毒AdV-GLP1,体外验证其表达GLP1的能力和生物学功能;在多种小鼠肿瘤模型(皮下Panc02、MC38、原位Panc02、KPC、人源化CDX/PDX)中治疗肿瘤,监测肿瘤生长和生存;通过流式、免疫荧光、单细胞RNA测序分析肿瘤免疫微环境变化。

6

评估长期免疫记忆和系统性免疫应答

判断AdV-GLP1治疗是否诱导持久的抗肿瘤免疫记忆和系统性保护。

对AdV-GLP1治愈的小鼠进行肿瘤再挑战(Panc02和MC38),监测肿瘤生长和生存;检测脾脏中记忆T细胞亚群;在双侧肿瘤模型中检测未治疗肿瘤的生长,评估系统性免疫效应。

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培养基文中未明确说明--
抗CD3/CD28磁珠Miltenyi Biotec--
白细胞介素-2Sangon Biotech--
卵清蛋白Sangon Biotech--
油酸Sigma-Aldrich112-80-1
NF-κB抑制剂MedChemExpress--
利拉鲁肽Novo NordiskGA5
艾塞那肽(9-39)MedChemExpress--
重组小鼠lipocalin-2Sinobiological--
CD4+ T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec--
CD8+ T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec--
中性粒细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec--
Fc受体阻断剂(抗CD16/32)文中未明确说明--
BODIPY 493/503染料Invitrogen--
CFSE染料BioLegend--
CytoTell蓝AAT Bioquest--
FACS缓冲液文中未明确说明--
固定/破膜液BD Biosciences--
抗CD8a抗体 (53-6.7)Proteintech--
抗NGAL抗体 (H-7)Santa Cruz Biotechnology--
抗NF-κB p65 (Ser536)抗体Beyotime--
LysoTracker探针Invitrogen--
DAPI染料文中未明确说明--
抗兔IgG二抗Proteintech or Invitrogen--
RIPA裂解液文中未明确说明--
蛋白酶和磷酸酶抑制剂文中未明确说明--
溶酶体分离试剂盒Sigma-Aldrich--
BCA蛋白定量试剂盒文中未明确说明--
PVDF膜文中未明确说明--
一抗(p-P65, GAPDH, CTSB, LAMP1, LDH, LCN2, GLP-1R)文中未明确说明--
HRP标记二抗文中未明确说明--
QTRAP 6500液相色谱-串联质谱系统SCIEX--
棕榈酸Sigma-Aldrich57-10-3
油酸标准品Sigma-Aldrich--
吖啶橙MedChemExpress--
CA-074(组织蛋白酶B抑制剂)文中未明确说明--
jet-PEI转染试剂Polyplus-transfection--
Adeno-X快速滴度试剂盒Takara--
碘克沙醇文中未明确说明--
GLP1 ELISA试剂盒Sigma-Aldrich--
Steady-Glo荧光素酶检测系统Promega--
嘌呤霉素文中未明确说明58-58-2
IV型胶原酶文中未明确说明9001-12-1
Ficoll密度梯度分离液文中未明确说明--
D-荧光素文中未明确说明2591-17-5
抗CD4抗体文中未明确说明--
抗CD8抗体文中未明确说明--
抗NK1.1抗体文中未明确说明--
抗PD1抗体文中未明确说明--
抗CD16/32抗体文中未明确说明--
抗Ly6G抗体文中未明确说明--
抗LCN2抗体(αLCN2)文中未明确说明--
抗CXCL2抗体文中未明确说明--

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
小鼠品系(C57BL/6J、裸鼠、NCG等)、性别(雄性)、周龄(6-8周)、细胞接种数量(1×10^6)、接种部位(皮下、原位、双侧)
阅读提示:Methods: Animals, Therapeutic study in murine models
免疫治疗给药方案
AdV-Ctrl/AdV-GLP1剂量(5×10^8 ifu或1×10^9 ifu)、给药途径(瘤内注射)、给药次数和时间(第7、9、11天或隔天一次共3-5次);抗PD1剂量(200μg)和给药途径(腹腔注射)及时间(第7和14天)
阅读提示:Figure legends Fig.1A, Fig.6D, Methods: Therapeutic study in murine models
体外细胞激活条件
抗CD3/CD28磁珠用量、IL-2浓度(30 U/mL或20 IU/mL)、OVA浓度(1 μg/mL)、OA浓度(300 μM)、GLP1浓度(1 μg/mL)、利拉鲁肽浓度(20 μM)、EX9浓度(1 μM)、NF-κB抑制剂浓度(10 μM)、处理时间(3天)
阅读提示:Methods: Cell isolation and culture
PMN-MDSC检测
流式抗体(Ly6G、CD11b等)、肿瘤组织消化条件(胶原酶IV浓度和时间)、获取肿瘤浸润免疫细胞的方法
阅读提示:Methods: Flow cytometry
机制验证条件
溶酶体分离试剂盒使用方法、Western blot抗体(p-P65, CTSB等)、LCN2 ELISA和RT-qPCR条件
阅读提示:Methods: Cell fractionation and Western blot, Metabolite extraction and measurement, RT-qPCR (not detailed in Methods but in figure legends)