LSD1缺失减少外泌体PD-L1并恢复胃癌中的T细胞应答

LSD1 deletion decreases exosomal PD-L1 and restores T-cell response in gastric cancer

作者信息Dan-Dan Shen, Jing-Ru Pang, Ya-Ping Bi, Long-Fei Zhao, Yin-Rui Li, Li-Juan Zhao, Ya Gao, Bo Wang, Ning Wang, Liuya Wei, Huiqin Guo, Hong-Min Liu, Yi-Chao Zheng
PMID35296335
发布时间2022-03-16
DOI10.1186/s12943-022-01557-1

实验完整度

涉及体外细胞实验(LSD1 KO/抑制剂处理)、外泌体分离与功能验证(流式、共聚焦、T细胞杀伤)、体内小鼠模型(615和BALB/c裸鼠)及患者样本(IHC),包含功能验证和机制验证。

主要模型

人胃癌细胞系BGC-823和MGC-803 小鼠胃癌细胞系MFC 615小鼠皮下移植瘤模型 BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型

重点核对

LSD1敲除(sgRNA)或抑制剂(GSK2879552)处理胃癌细胞 外泌体分离方法(超速离心)及PD-L1检测(Western blot、流式) T细胞增殖和杀伤实验条件(CFSE标记、效靶比10:1) 体内实验中MFC细胞接种数量(2.5×10^5)和615小鼠品系 外泌体处理剂量(20 μg/次,瘤内注射)

摘要

背景:组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶1(LSD1)在胃癌(GC)中表达显著升高,并可能与GC的增殖和转移相关。据报道,LSD1通过程序性细胞死亡1配体1(PD-L1)抑制黑色素瘤和乳腺癌中的肿瘤免疫。LSD1在GC免疫微环境中的作用尚不清楚。方法:通过免疫组织化学(IHC)和Western blotting分析GC患者中LSD1和PD-L1的表达。使用超速离心法从GC细胞培养基中分离外泌体,并通过透射电子显微镜(TEM)、纳米颗粒跟踪分析(NTA)、蔗糖梯度离心和Western blotting进行表征。通过流式细胞术、T细胞杀伤和酶联免疫吸附测定(ELISA)评估外泌体PD-L1在T细胞功能障碍中的作用。结果:通过体内探索,LSD1敲除(KO)的小鼠前胃癌(MFC)细胞在615小鼠中的生长显著慢于T细胞缺陷的BALB/c裸鼠。同时,在GC标本中,LSD1的表达与CD8呈负相关,与PD-L1呈正相关。进一步研究表明,LSD1通过诱导外泌体中PD-L1的积累来抑制GC微环境中T细胞的应答,而GC细胞膜上的PD-L1保持恒定。利用外泌体作为载体,LSD1也阻碍了其他癌细胞中的T细胞应答,而LSD1缺失则恢复了T细胞功能。研究发现,外泌体依赖于供体细胞中LSD1的存在,可通过外泌体PD-L1介导的T细胞免疫在体内调节MFC细胞增殖,但作用不同。结论:LSD1缺失减少外泌体PD-L1并恢复GC中的T细胞应答;这一发现提示了LSD1可能调节GC癌症免疫的新机制,并为GC免疫治疗提供了新靶点。

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
LSD1如何通过调节PD-L1影响胃癌微环境中的T细胞应答?
核心机制
LSD1通过促进外泌体中PD-L1的积累,抑制T细胞应答,而LSD1缺失减少外泌体PD-L1并维持膜PD-L1不变,从而恢复T细胞功能。
主要证据
体内实验显示LSD1敲除抑制MFC在免疫正常615小鼠中的生长,但在T细胞缺陷裸鼠中无此效果;体外实验显示LSD1缺失增强T细胞杀伤,减少外泌体PD-L1并恢复T细胞活化。
研究意义
揭示了LSD1通过外泌体PD-L1调节T细胞免疫的新机制,为胃癌免疫治疗提供了新靶点。

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

验证LSD1对肿瘤生长和T细胞应答的影响

验证LSD1是否通过抑制T细胞应答促进胃癌生长

将MFC和MFC LSD1 KO细胞皮下注射到615小鼠(免疫正常)和BALB/c裸鼠(T细胞缺陷),观察肿瘤生长;体外共培养胃癌细胞与活化T细胞,检测杀伤效果。

2

分析临床样本中LSD1与CD8和PD-L1的相关性

验证LSD1与CD8和PD-L1表达的临床相关性

通过IHC检测145例GC组织中的LSD1和CD8表达,36例配对组织中LSD1和PD-L1表达,并用TCGA数据库分析mRNA相关性。

3

验证LSD1对PD-L1表达和外泌体分泌的影响

探究LSD1是否调节PD-L1的表达及外泌体分泌

通过Western blot和qRT-PCR检测LSD1敲除或抑制剂处理后胃癌细胞中总PD-L1和mRNA水平;通过流式检测膜PD-L1;分离外泌体并检测PD-L1含量。

4

评估外泌体PD-L1对T细胞功能的影响

验证外泌体PD-L1是否直接抑制T细胞活化、增殖和杀伤功能

将胃癌细胞来源外泌体与活化PBMC共培养,检测CD69表达、T细胞增殖、杀伤能力及细胞因子分泌。

5

验证外泌体PD-L1向其他癌细胞递送

探究外泌体PD-L1能否通过递送影响其他癌细胞的免疫逃逸

用荧光标记外泌体与MGC-803细胞共培养,检测PD-L1转移及对T细胞杀伤的影响。

6

体内验证外泌体PD-L1在肿瘤免疫中的作用

验证外泌体PD-L1在体内调节肿瘤免疫的功能

在615小鼠MFC模型中,瘤内注射外泌体(CON EXO或KO EXO)及PD-1重组蛋白阻断,观察肿瘤生长和免疫浸润。

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BI01-100-1ACS
DMEM培养基BI01-051-1ACS
胎牛血清BI01-052-1
BCA蛋白定量试剂盒SolarbioPC0020
CD9抗体CST13403S
CD63抗体abcamab59479
ALIX抗体CST2171S
NanoSight NS300Malvern Instruments--
PE标记抗人PD-L1抗体BD557924
PE标记IgGBD556650
人PD-1-Fc融合蛋白SinoBiological10377-H02H
牛血清白蛋白SolarbioA8020
PKH26红色荧光标记试剂盒SigmaMINI26-1KT
DIO荧光染料BeyotimeC1038
DAPI染色液BiosharpBS130A
淋巴细胞分离液SolarbioP8610
抗CD3/CD28磁珠Thermo Fisher11161D
CFSE荧光染料BeyotimeC1031
APC标记CD3抗体Biolegend300312
IL-2 ELISA试剂盒Thermo Fisher88-7025-22
IFN-γ ELISA试剂盒Thermo Fisher88-7316-22
TNFα ELISA试剂盒Thermo Fisher88-7346-22
小鼠IL-2 ELISA试剂盒Thermo Fisher88-7024-22
小鼠IFN-γ ELISA试剂盒Thermo Fisher88-7314-22
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂混合物Roche--
硝酸纤维素膜Pall--
辣根过氧化物酶标记山羊抗兔IgGZsbioZB-2301
辣根过氧化物酶标记山羊抗小鼠IgGZsbioZB-2305
增强化学发光底物Thermo Fisher32209
Trizol试剂Thermo Fisher10296010
HiScript II Q RT SuperMixVazymeR223-01
ChamQ Universal SYBR qPCR预混液VazymeQ711-02
StepOne实时荧光定量PCR系统Life Technologies--
RAB11抗体CST5589 T
TSG101抗体abcamab83
Alexa Fluor 488标记抗兔二抗OrigeneZF-0511
Alexa Fluor 594标记抗小鼠二抗OrigeneZF-0513
LSD1抗体abcamab129195
CD3抗体abcamab16669
CD8抗体(人)HuabioET1606-31
CD8抗体(小鼠)Huabio0108-7
DAB显色试剂盒ZSGB-BIOZL1-9018
Aperio AT2扫描仪Leica Biosystems--
IV型胶原酶Thermo FisherLS004188
透明质酸酶SigmaH3506
PE-CY7标记CD45抗体Biolegend103114
APC标记CD3抗体Biolegend300312
APC标记CD4抗体Biolegend100412
PE标记CD8a抗体Biolegend100708

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
细胞培养
细胞系(BGC-823, MGC-803, MFC)、培养基(RPMI 1640或DMEM)、FBS浓度(10%)
阅读提示:Methods: Cell culture
LSD1敲除
sgRNA序列(human: CCGGCCCTACTGTCGTGCCT; mouse: CCTGAGAGGTCATTCGGTCA)、转染方法(慢病毒)、筛选方法(稀释法)
阅读提示:Methods: Establishment of LSD1 KO cell lines
外泌体分离
超速离心条件(100,000 g, 2小时)、0.22 μm过滤
阅读提示:Methods: Isolation of exosomes by ultracentrifugation
外泌体PD-L1检测
抗体(PE抗人PD-L1, 1:5)、孵育时间(40分钟)、温度(4℃)
阅读提示:Methods: Detection of exosomal PD-L1 using flow cytometry
T细胞增殖和杀伤
CFSE浓度(5 μg/mL)、效靶比(10:1)、孵育时间(3天或4天)
阅读提示:Methods: T-cell proliferation assay, T-cell cytotoxicity assay
体内实验
细胞接种数量(2.5×10^5)、小鼠品系(615, BALB/c nude)、外泌体剂量(20 μg/次)、注射方式(瘤内注射)
阅读提示:Methods: Animal studies