酪氨酸激酶抑制剂诱导的自噬促进免疫原性细胞死亡协同构建肝细胞癌免疫治疗微环境

Autophagy-promoted immunogenic cell death elicited by tyrosine kinase inhibitor orchestrates a synergistic immunotherapeutic microenvironment in hepatocellular carcinoma

作者信息Shan-Ru Feng, En-Fu Dong, Zheng Gao, Mo-Ran Xu, Pascal Kwangwari, Cheng-Qiang Sun, Jia-Feng Chen, Ying-Hong Shi, Wei-Ren Liu, Wei-Xun Wu, Xin Zhang, Ao Huang, Xuan-Ming Luo, Qiang Gao, Guo-Ming Shi, Ai-Wu Ke, Jian Zhou, Jia Fan, Xiao-Ying Wang, Jing-Bo Qie, Xiu-Tao Fu, Zhen-Bin Ding
PMID42304527
发布时间2026-06-16
DOI10.1186/s40164-026-00792-2

实验完整度

包含体外细胞系筛选、PDOTS患者样本验证、机制研究、多种体内模型及CyTOF等多层级验证。

主要模型

MHCC97-H 细胞系 Hepa1-6 细胞系 患者来源类器官肿瘤球体(PDOTS) 小鼠皮下及原位HCC模型

重点核对

安罗替尼剂量:5 mg/kg,灌胃给药 抗PD-1抗体剂量:200 μg,腹膜内注射 3-MA剂量:文中未明确说明 二甲双胍剂量:文中未明确说明 小鼠模型:6周龄雄性C57BL/6J小鼠,皮下注射5×10⁶ Hepa1-6细胞

摘要

背景:酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)如仑伐替尼与免疫检查点抑制剂(ICIs)的联合治疗已成为晚期肝细胞癌(HCC)一线治疗的基石。然而,这种方法面临显著瓶颈,客观缓解率徘徊在20–36%左右,主要原因是大多数HCC肿瘤的非免疫原性(“冷”)特性。这凸显了对能够重塑肿瘤免疫微环境以增强治疗效果策略的关键需求。方法:我们系统筛选了现有TKIs诱导免疫原性细胞死亡(ICD)的能力。通过多种检测方法在HCC细胞系和来源于20例原发性和15例新辅助治疗HCC样本的患者来源类器官肿瘤球体(PDOTS)中验证了ICD标志物。机制研究采用了RNA-seq、药理学抑制剂和基因敲低方法。建立了肿瘤细胞-骨髓源性树突状细胞(BMDC)-CD8+ T细胞三重共培养系统用于功能检测。在皮下和原位小鼠模型中评估了体内疗效。使用飞行时间质谱流式细胞术(CyTOF)、多重免疫荧光和空间邻近性分析进行肿瘤免疫谱分析。结果:在筛选的TKIs中,安罗替尼被确定为最有效的ICD诱导剂,触发细胞外ATP释放、HMGB1分泌和表面钙网蛋白暴露。RNA-seq和GSEA将ER应激和自噬确定为富集最高的通路。机制上,安罗替尼抑制FGFR-1磷酸化,激活ER应激(CHOP/ATF4上调和ATF4核转位)和继发性自噬(LC3-II转化)。ER应激或自噬的药理学抑制,以及ATG5/LC3B敲低,消除了损伤相关分子模式(DAMPs)的释放,证实了自噬在ICD执行中的关键作用。Luminex细胞因子检测和质谱鉴定出对树突状细胞募集至关重要的关键分泌组(CCL19、CXCL12)和DAMPs。在BMDC共培养实验中,安罗替尼条件培养基增强了DC迁移(被抗HMGB1阻断)、DC激活(CD86/CD40上调)以及随后的CD8+ T细胞启动(CD25/CD69/IFN-γ表达)。在体内,安罗替尼抑制肿瘤生长,增强CD8+ T细胞和树突状细胞浸润,并增加ICD+肿瘤细胞与T细胞之间的空间相互作用。安罗替尼与抗PD-1疗法协同作用,该效应由CD8+ T细胞和DCs介导。遗传(shATG5)或药理学(3-MA)自噬抑制显著减弱了安罗替尼的抗肿瘤效果,而通过ATG5过表达或二甲双胍增强自噬则增强了其效果。安罗替尼、抗PD-1和二甲双胍的三联组合达到了最高的HMGB1释放、免疫细胞浸润和最大的肿瘤抑制效果。结论:本研究开创性地将安罗替尼确定为HCC中一种依赖ER应激和自噬的ICD诱导剂。我们全面的机制解析和可靠的临床前证据确立了安罗替尼通过FGFR-1/ER应激/自噬/DAMP释放轴将免疫学“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤的能力。与抗PD-1的协同作用以及二甲双胍的增强作用为克服当前靶向-免疫治疗局限性的新型联合策略提供了依据,为改善晚期HCC的缓解率提供了一种有前景的方法。

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
探索能否通过筛选现有TKIs,鉴定出能诱导免疫原性细胞死亡(ICD)以重塑肝细胞癌(HCC)肿瘤免疫微环境、增强免疫检查点抑制剂疗效的候选药物。
核心机制
安罗替尼抑制FGFR-1磷酸化,激活ER应激(p-eIF2α/ATF4/CHOP),进而诱导自噬,自噬执行促进DAMPs释放,通过FGFR-1/ER应激/自噬/DAMP释放轴将“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤。
主要证据
体外细胞系及PDOTS中安罗替尼诱导DAMPs释放;ER应激或自噬抑制剂及ATG5/LC3B敲低阻断此效应;体内模型中安罗替尼增强CD8+ T细胞和DC浸润,并与抗PD-1协同作用。
研究意义
为晚期HCC中靶向-免疫联合治疗(如安罗替尼、抗PD-1和自噬增强剂二甲双胍)克服当前局限性提供了理论依据,可能适用于对ICB治疗反应不佳的“冷”肿瘤。

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

TKI筛选与ICD标志物检测

从临床使用的TKIs中筛选出能有效诱导HCC细胞ICD的候选药物。

使用不同浓度的五种TKIs处理MHCC97-H和Hepa1-6细胞,通过免疫荧光、流式细胞术、ELISA和免疫印迹检测细胞表面CALR暴露、HMGB1释放、ATP释放等ICD标志物。

2

PDOTS验证

在患者来源的异质性样本中验证安罗替尼的ICD诱导效果。

从20例原发性和15例新辅助治疗HCC样本制备PDOTS,并用安罗替尼处理,检测上清中HMGB1、HSP70、HSP90释放水平。

3

ER应激与自噬机制解析

阐明安罗替尼诱导ICD的分子机制,验证ER应激与自噬通路的作用。

通过RNA-seq、GSEA、Western blot、免疫荧光及药理学/遗传学干预,检测ER应激和自噬标志物,并评估抑制或敲低这些通路对DAMP释放的影响。

4

体外免疫效应验证

验证安罗替尼诱导的ICD是否能促进DC迁移、活化和CD8+ T细胞启动。

建立肿瘤细胞-BMDC-CD8+ T细胞三重共培养系统,使用安罗替尼或阿霉素预处理的Hepa1-6条件培养基处理BMDCs,检测DC迁移、激活标志物以及后续CD8+ T细胞的激活和IFN-γ产生。

5

体内疗效与免疫微环境分析

评估安罗替尼单药及联合治疗在体内的抗肿瘤疗效及其对免疫微环境的影响。

在皮下和原位HCC模型中,给予安罗替尼及/或抗PD-1、二甲双胍等治疗,通过免疫组化、多重免疫荧光、CyTOF等检测肿瘤生长、免疫细胞浸润和功能状态。

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--
胎牛血清Sigma-Aldrich--
3-甲基腺嘌呤MedChemExpressHY-19312
巴弗洛霉素A1MedChemExpressHY-100558
AzoramideMedChemExpressHY-18705
ISRIBMedChemExpressHY-12495A
抗小鼠PD-1体内抗体BioXCellBE0146
抗小鼠CD8α体内抗体BioXCellBE0061
细胞色素cAladdinC301837-100 mg
阿霉素MedChemExpressHY-15142
IV型胶原酶STEMCELL--
分散酶ISigma-Aldrich--
红细胞裂解液Solarbio--
粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子----
白细胞介素-4----
MojoSort™ 小鼠CD11c纳米磁珠BioLegend--
CellTrace CFSE细胞增殖染料----
小鼠肿瘤解离试剂盒Miltenyi Biotec130-096-730
Helios质谱流式细胞仪Fluidigm--
Leica共聚焦荧光显微镜Leica--
Olympus FV-3000共聚焦显微镜Olympus--
Leica VERSA8荧光切片扫描仪Leica--
TRIzol试剂Invitrogen--
SYBR Green预混液试剂盒Takara--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
细胞计数试剂盒-8(CCK-8)Yeasen--
Quantikine人ELISA试剂盒R&D Systems--
抗ATG5抗体Cell Signaling Technology12994
抗LC3A/B抗体Cell Signaling Technology12741
抗HMGB1抗体Abcamab79823
抗CD8抗体Proteintech66868-1-Ig

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
细胞系培养
MHCC97-H和Hepa1-6细胞的培养条件(培养基、血清浓度)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture
药物处理
安罗替尼浓度、处理时间、溶剂
阅读提示:Materials and methods: Antibodies and reagents; Results: ICD induction in HCC
ER应激/自噬抑制
Azoramide、ISRIB、3-MA、Bafilomycin A1的浓度及预处理时间
阅读提示:Materials and methods: Antibodies and reagents; Results: The ER stress-autophagy axis
体外共培养系统
BMDC培养时间、细胞因子浓度、共培养比例、血清来源
阅读提示:Materials and methods: Bone marrow-derived dendritic cell (BMDC) culture and stimulation
动物模型
小鼠品系、周龄、性别、细胞接种数量、给药剂量与途径、处理时间点
阅读提示:Materials and methods: Animal models
CyTOF分析
抗体面板、固定和透化条件、细胞染色方案
阅读提示:Materials and methods: CyTOF analyses; Supplementary Table S2