PRKX介导的PD-L1稳定化表征了一种免疫抑制性胃癌亚型

PRKX-mediated stabilization of PD-L1 characterizes an immunosuppressive gastric cancer subtype

作者信息Qiyue Wang, Yinqi Chen, Dongdong Huang, Hui Wu, Tongshuo Wu, Yuejun Han, Chengzhi Cai, Jingjie Li, Yifei Shao, Jian Ruan, Haiping Jiang
PMID42716706
发布时间2026-09-09
DOI10.1136/jitc-2026-015452

实验完整度

整合单细胞转录组与TCGA队列,体外细胞共培养、体内615及人源化小鼠模型,含功能与机制验证

主要模型

AGS和HGC-27人胃癌细胞系 MFC小鼠胃癌细胞系 615小鼠皮下MFC肿瘤模型 huPBMC-(MHC-II/B2M-KO M-NSG)人源化小鼠HGC-27异种移植模型

重点核对

PRKX敲除/过表达/回补分组(sgCtrl、sgPRKX、sgPRKX+OE PRKX)在AGS和HGC-27中的PD-L1 mRNA、总蛋白和膜蛋白检测 CD8+ T细胞共培养实验:效靶比1:5,共培养72小时,每24小时检测细胞活力,RT-qPCR检测IFNG、TNF、GZMB、PDCD1 615小鼠皮下瘤模型分组:sgCtrl+IgG mAb、sgPRKX+IgG mAb、sgCtrl+anti-PD-1 mAb、sgPRKX+anti-PD-1 mAb(n=6,生存分析n=5),anti-PD-1抗体200 µg/只每3天一次共4次 LNP-siPrkx递送实验:肿瘤体积约100 mm³时瘤内注射,联合抗PD-1抗体治疗,评估肿瘤生长、CD8+ T细胞浸润及生存 PanCK+PRKX+PD-L1+细胞密度阈值292.7用于训练队列分层,验证队列采用相同阈值

摘要

背景:胃癌(GC)从免疫治疗中获益有限,仅在少数患者中观察到临床应答。越来越多的证据表明,肿瘤免疫微环境(TME)内的异质性是免疫治疗疗效的关键决定因素,这凸显了精确免疫分层和鉴定塑造TME的分子生物标志物的必要性。方法:我们整合了来自我们队列和公共数据集的单细胞转录组数据,以表征GC中的免疫微环境异质性。使用体外实验和体内小鼠模型进行功能实验,以研究调控免疫耗竭的分子机制。使用接受抗程序性细胞死亡蛋白1(PD-1)治疗的GC患者肿瘤标本评估临床相关性。进行生存分析和生物标志物评估,以评估候选标志物的预后和预测价值。结果:我们鉴定了两种不同的GC免疫微环境亚型:免疫抑制型(GC1)和免疫激活型(GC2)。PRKX被鉴定为与免疫异质性和耗竭相关的关键调节因子。临床上,高密度的PanCK+ PRKX+ PD-L1+肿瘤细胞与不良预后显著相关,并作为预测接受抗PD-1治疗患者5年生存的稳健生物标志物。机制上,PRKX在T285位点磷酸化程序性死亡配体1(PD-L1),促进YWHAE募集并阻止UBE2M介导的泛素化和降解,从而稳定PD-L1蛋白。通过这种磷酸化依赖的PD-L1稳定性调控,PRKX抑制CD8+ T细胞细胞毒性,促进免疫耗竭,并在体内限制抗PD-1治疗的疗效。在治疗上,脂质纳米颗粒介导的PRKX靶向siRNA递送有效抑制了PRKX表达,并与抗PD-1治疗协同增强抗肿瘤疗效。结论:PRKX通过磷酸化依赖的泛素化抑制稳定PD-L1,从而驱动GC1亚型中的免疫耗竭,促进免疫逃逸。靶向PRKX代表了一种克服抗PD-1治疗耐药性的潜在策略,PRKX表达可作为指导GC免疫治疗的预后生物标志物。

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
胃癌肿瘤免疫微环境异质性如何影响免疫治疗应答,以及驱动免疫耗竭和抗PD-1治疗耐药的分子机制是什么。
核心机制
PRKX在PD-L1的T285位点磷酸化PD-L1,招募YWHAE,竞争性阻止UBE2M依赖的K48连接泛素化,从而稳定PD-L1蛋白,抑制CD8+ T细胞细胞毒性并促进免疫耗竭。
主要证据
单细胞转录组鉴定GC1和GC2亚型;Co-IP/MS和结构域映射证明PRKX与PD-L1 ICD结合;磷酸化位点突变(T285A/T285E)和泛素突变体实验证明K48连接泛素化调控;体外CD8+ T细胞共培养和体内615及人源化小鼠模型验证PRKX敲除联合抗PD-1的疗效。
研究意义
PRKX可作为预测抗PD-1治疗预后的生物标志物和克服免疫治疗耐药的治疗靶点,LNP-siPRKX联合PD-1阻断代表一种潜在的组合治疗策略。

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

单细胞转录组鉴定胃癌免疫微环境亚型

表征胃癌免疫微环境异质性并鉴定免疫抑制和免疫激活亚型。

整合本队列GSE163558和七个公共scRNA-seq数据集,质控和批次校正后保留672,768个细胞,基于免疫细胞亚群比例进行PLS-DA和cNMF聚类,鉴定GC1和GC2亚型。

2

鉴定PRKX为关键调控因子

筛选与GC1亚型及PD-L1稳定性相关的关键激酶。

对sc20亚群进行GO-BP富集分析,整合sc20标志基因、TCGA-STAD上调DEG和HGC-27中PD-L1互作蛋白(Co-IP/MS),交集获得12个候选基因,鉴定PRKX为唯一蛋白激酶。

3

PRKX调控PD-L1表达的体外验证

确定PRKX是否在转录后水平调控PD-L1表达。

在AGS和HGC-27中构建sgCtrl、sgPRKX和sgPRKX+OE PRKX组,检测PD-L1 mRNA、总蛋白和膜蛋白水平。

4

CD8+ T细胞共培养功能验证

评估PRKX介导的PD-L1稳定性对CD8+ T细胞细胞毒性的影响。

将sgCtrl、sgPRKX和sgPRKX+OE PRKX的AGS和HGC-27细胞与活化的人CD8+ T细胞共培养,检测细胞活力和T细胞效应分子表达。

5

PRKX与PD-L1互作及泛素化调控机制解析

阐明PRKX调控PD-L1稳定性的分子机制。

通过免疫荧光、Co-IP、结构域映射、泛素化检测和蛋白酶体抑制剂处理,确定PRKX结构域1-2结合PD-L1 ICD,抑制K48连接泛素化,阻止蛋白酶体降解。

6

PRKX磷酸化PD-L1 T285位点的验证

确定PRKX磷酸化PD-L1的具体位点及其功能后果。

通过Phos-tag western blot、体外激酶实验和PD-L1 T277/T285/T290/S279/S283突变体,鉴定T285为关键磷酸化位点,T285A增强K48泛素化,T285E减少泛素化。

7

YWHAE和UBE2M介导的机制验证

揭示PRKX磷酸化后招募YWHAE并阻止UBE2M依赖的泛素化机制。

通过Co-IP/MS比较PD-L1WT和PD-L1T285E互作组,鉴定YWHAE和UBE2M,验证三元复合物形成及对K48泛素化的影响。

8

体内抗肿瘤疗效和免疫微环境评估

评估靶向PRKX联合抗PD-1治疗的体内疗效和免疫调节作用。

在615小鼠皮下MFC肿瘤模型和huPBMC-(MHC-II/B2M-KO M-NSG)人源化小鼠HGC-27模型中,使用sgPRKX或LNP-siPrkx联合抗PD-1抗体,检测肿瘤生长、生存、CD8+ T细胞浸润和功能。

9

临床样本预后价值验证

评估PanCK+PRKX+PD-L1+细胞密度作为抗PD-1治疗预后标志物的价值。

在训练队列(19例接受新辅助信迪利单抗+CapeOx治疗)和验证队列(接受新辅助SOX联合其他抗PD-1治疗)中,通过多重IHC检测PRKX和PD-L1表达,进行ROC和Kaplan-Meier分析。

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HycloneSH30243.01
RPMI-1640培养基HycloneSH30027.01
Myco-Lumi发光法支原体检测试剂盒Beyotime--
Lipo293转染试剂BeyotimeC0521
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Thermo Fisher Scientific13778030
CD8微珠Miltenyi Biotec130–045-201
Dynabeads人T细胞激活剂CD3/CD28Thermo Fisher Scientific11161D
重组人白介素-2PeproTech200–02
CD8a (Ly-2)微珠Miltenyi Biotec130–117-044
Dynabeads小鼠T细胞激活剂CD3/CD28Thermo Fisher Scientific11452D
重组小鼠白介素-2Novoprotein ScientificCK24
红细胞裂解液BeyotimeC3702
细胞计数试剂盒-8BeyotimeC0039
抗PD-1抗体Bio X CellBE0101
帕博利珠单抗Selleck ChemicalsA2005
脂质纳米颗粒MedChemExpressHY-K2022
AFTSpin细菌快速RNA提取试剂盒AbclonalRK30120
ABScript Neo RT预混液(含gDNA去除剂)AbclonalRK20433
2X通用SYBR Green快速qPCR预混液AbclonalRK21203
激酶活性检测试剂盒R&D systemsEA004
Opal Polaris 7色手动IHC试剂盒AkoyaNEL861001KT
蛋白A/G磁珠Santa Cruz--

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
单细胞转录组分析
质控阈值200≤nFeature_RNA≤5000,percent.mt<20%;归一化scale.factor=10,000;高变基因top 2,000;批次校正方法Harmony V.1.2.4
阅读提示:Methods中scRNA-seq analysis小节
细胞系与培养
AGS、HGC-27、MFC使用RPMI-1640+10% FBS,HEK-293T使用DMEM+10% FBS,37°C 5% CO₂;细胞使用前2-3代
阅读提示:Methods中Cell lines and culture小节
CD8+ T细胞共培养
效靶比1:5,共培养72小时,CD8+ T细胞活化使用anti-CD3/CD28磁珠1:1比例和IL-2 30 U/mL 72小时,细胞活力每24小时CCK-8检测
阅读提示:Methods中In vitro CD8+ T-cell experiments小节
615小鼠皮下瘤及抗PD-1治疗
MFC细胞1×10⁶皮下注射,n=6;抗PD-1抗体200 µg/只每3天一次共4次;LNP-siPrkx在肿瘤体积约100 mm³时瘤内注射;生存分析n=5
阅读提示:Methods中Subcutaneous tumorigenesis model小节
人源化小鼠模型
HGC-27细胞5×10⁶皮下接种huPBMC-(MHC-II/B2M-KO M-NSG)小鼠,n=4;pembrolizumab 5 mg/kg静脉每周一次
阅读提示:Methods中Subcutaneous tumorigenesis model小节
临床样本与预后分析
训练队列19例接受信迪利单抗+CapeOx,5年随访;验证队列中位随访17.9个月;ROC cut-off值292.7;C-index比较CPS和MSI状态
阅读提示:Methods中Clinical tissue samples小节及Figure 2L-O
泛素化与磷酸化机制实验
MG132使用浓度10 µM处理8小时;突变体T285A/T285E;泛素突变体K48和K48R;体外激酶实验n=5
阅读提示:Methods中Immunoprecipitation, and immunoblotting和Kinase activity小节,Figure 4-5