IL-20拮抗剂抑制PD-L1表达并延长胰腺癌模型生存期

IL-20 antagonist suppresses PD-L1 expression and prolongs survival in pancreatic cancer models.

作者信息Shao-Wei Lu, Hong-Chin Pan, Yu-Hsiang Hsu, Kung-Chao Chang, Li-Wha Wu, Wei-Yu Chen, Ming-Shi Chang
PMID32929072
发布时间2020-09-14
DOI10.1038/s41467-020-18244-8

实验完整度

高

含患者样本(72例)IHC、KPC转基因小鼠和原位PDAC模型、IL-20R1敲低细胞、BMDM体外极化、CAC模型及机制验证

主要模型

KPC转基因小鼠(LSL-KrasG12D; Trp53flox/flox; Pdx-1-Cre) KPC/Luc细胞原位PDAC模型(C57BL/6J及ASID小鼠) LLC细胞皮下接种CAC模型 72例PDAC患者肿瘤组织样本

重点核对

7E剂量6 mg/kg腹腔注射,每周两次 KPC小鼠每组n=16,原位模型每组n=5,LLC模型n=6-8 抗PD-1抗体200 μg/只腹腔注射,每周两次 KPC/Luc细胞2×10^6原位接种,LLC细胞2×10^6皮下接种 IL-20R1敲低KPC细胞原位接种验证肿瘤生长

摘要

胰腺导管腺癌(PDAC)和癌症相关恶病质(CAC)是多因素疾病,以炎症网络失调为特征。促炎细胞因子IL-20是否参与PDAC和CAC的复杂网络尚不清楚。在此,我们报告肿瘤组织中IL-20水平升高与72例PDAC患者的总生存期较差相关。在体内,我们建立了转基因小鼠模型(KPC)和原位PDAC模型,并检查了抗IL-20单克隆抗体(7E)的治疗效果。靶向IL-20不仅在两种小鼠模型中延长生存期并减弱PD-L1表达,而且在原位PDAC模型中抑制肿瘤生长并减轻M2样极化。在原位PDAC模型中,7E与抗PD-1抗体联合治疗在抑制肿瘤生长方面显示出比任一单药治疗更好的疗效。最后,7E减轻CAC模型中的恶病质症状。总之,我们得出结论IL-20是PDAC进展中的关键介质。

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
IL-20是否与PDAC进展相关,以及靶向IL-20能否有效治疗PDAC和CAC。
核心机制
IL-20通过IL-20R1自分泌信号促进胰腺癌细胞增殖,通过IFN-α上调PD-L1表达,促进M2样巨噬细胞极化和纤维化;在CAC中IL-20可能通过诱导TNF-α间接促进脂肪分解。
主要证据
72例PDAC患者IHC显示IL-20高表达与生存差及PD-L1正相关;KPC和原位PDAC模型中7E延长生存、减少Ki-67+细胞、降低PD-L1和αSMA、减少CD206+巨噬细胞;IL-20R1敲低抑制肿瘤生长;7E与抗PD-1抗体联用增效;LLC和KPC模型中7E缓解体重和脂肪丢失。
研究意义
作者提出IL-20可作为PDAC临床生物标志物,抗IL-20抗体7E是治疗PDAC和CAC的潜在策略,尤其与抗PD-1抗体联用可克服PD-L1单药治疗响应率低的局限。

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

患者样本中IL-20与PD-L1表达及生存相关性分析

验证IL-20在PDAC患者中的表达及其与生存和PD-L1的相关性

对72例PDAC患者肿瘤组织进行IL-20和PD-L1免疫组化染色,分析IL-20表达与总生存期及PD-L1表达的相关性

2

KPC转基因小鼠模型中7E的疗效评价

验证IL-20中和抗体7E对自发PDAC小鼠生存和肿瘤进展的影响

KPC小鼠从25日龄开始接受7E、PBS或mIgG治疗直至死亡,检测生存期、Ki-67+增殖细胞、PD-L1和αSMA表达

3

原位PDAC模型中7E和IL-20R1敲低的抗肿瘤效果

验证IL-20阻断对原位胰腺肿瘤生长、生存和纤维化的影响

将KPC/Luc细胞或IL-20R1敲低KPC细胞原位接种至C57BL/6J小鼠胰腺,给予7E、PBS或mIgG治疗,检测肿瘤大小、重量、生存期和纤维化标志物

4

IL-20对巨噬细胞极化的体外和体内验证

验证IL-20是否促进M2样巨噬细胞极化及7E的阻断作用

BMDM经IL-20处理48小时,流式检测CD206和CD86;原位肿瘤组织IHC检测F4/80和CD206

5

IL-20通过IFN-α调控PD-L1表达的机制验证

验证IL-20是否通过IFN-α上调PD-L1表达

KPC细胞经mIL-20处理不同时间,RT-qPCR检测IFN-α和PD-L1 mRNA;用抗IFN-α抗体阻断验证;体内IHC检测PD-L1

6

7E与抗PD-1抗体联合治疗评价

验证IL-20阻断与免疫检查点抑制的协同抗肿瘤效果

原位PDAC模型小鼠接受PBS、mIgG、抗PD-1抗体、7E或7E+抗PD-1抗体治疗,检测肿瘤重量和荧光素酶活性

7

CAC模型中7E对恶病质症状的缓解作用

验证IL-20阻断对癌症相关恶病质(体重、摄食、脂肪丢失)的影响

KPC原位模型和LLC皮下模型中给予7E、PBS或mIgG,监测体重、摄食、附睾脂肪重量、脂肪细胞大小、HSL/ATGL表达和血清甘油三酯

8

IL-20R1缺失对LLC诱导CAC的保护作用

验证IL-20R1信号在CAC中的作用

LLC细胞皮下接种至IL-20R1−/−和WT小鼠,检测体重、肿瘤重量、附睾脂肪和血清甘油三酯

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
抗IL-20抗体(7E)----
抗IL-20R1抗体Abcamab203196
抗IL-20R2抗体eBioscience™, Thermo Fisher Scientific14-1206
抗IL-22R1抗体R&D SystemsMAB42941
抗Ki-67抗体Abcamab16667
抗F4/80抗体Abcamab6640
抗CD206抗体Abcamab64693
抗PD-L1抗体Proteintech17952-1-AP
抗CD8抗体Abcamab217344
抗PD-1抗体Abcamab214421
抗β-dystroglycan抗体Proteintech11017-1-AP
抗ATGL抗体Cell Signaling2138
抗LIPE抗体Aviva Systems BiologyOAAF00742
抗人IgG二抗Jackson ImmunoResearch109-035-003
抗兔IgG二抗Jackson ImmunoResearch111-035-003
抗大鼠IgG二抗BioLegend405405
AlexaFluor 488标记抗人二抗Jackson ImmunoResearch109-545-003
AlexaFluor 594标记抗兔二抗Jackson ImmunoResearch111-585-003
抗PD-1单克隆抗体BioXCellBE0146
小鼠IL-20 ELISA试剂盒R&D SystemsDY1204
MTTSigma-Aldrich--
二甲基亚砜Sigma-Aldrich--
单核细胞集落刺激因子PeproTech315-02
FITC标记抗小鼠F4/80抗体BioLegend123107
APC标记抗CD86抗体BioLegend105011
PE标记抗CD206抗体BioLegend141705
牛血清白蛋白SigmaUR-BSA004
抗TNF-α抗体BioLegend--

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
KPC小鼠模型治疗
7E剂量6 mg/kg,腹腔注射,每周两次,从25日龄开始至死亡;每组n=16
阅读提示:Methods中Mice and treatment小节及Fig. 1f图注
原位PDAC模型治疗
KPC/Luc细胞2×10^6原位接种,7E 6 mg/kg腹腔注射每周两次,治疗28天;每组n=5
阅读提示:Methods中Mice and treatment小节及Fig. 2图注
联合治疗实验
抗PD-1抗体200 μg/只腹腔注射,每周两次;7E 6 mg/kg;每组n=5
阅读提示:Methods中Mice and treatment小节及Fig. 4i-n图注
IL-20调控PD-L1的体外实验
mIL-20 400 ng/ml处理0、8、16、24小时;7E 4 μg/ml;抗IFN-α抗体4 μg/ml
阅读提示:Methods中PD-L1 expression on KPC cells小节及Fig. 4b-e图注
LLC诱导CAC模型
LLC细胞2×10^6皮下接种,7E 6 mg/kg腹腔注射每周两次;每组n=6-8
阅读提示:Methods中Mice and treatment小节及Fig. 6、Fig. 7图注