Ccl3通过触发促炎性巨噬细胞极化增强乳腺癌对多西他赛的化疗敏感性

Ccl3 enhances docetaxel chemosensitivity in breast cancer by triggering proinflammatory macrophage polarization

作者信息Dandan Sheng, Wei Ma, Rui Zhang, Lei Zhou, Qiaodan Deng, Juchuanli Tu, Weilong Chen, Fuchuang Zhang, Nailong Gao, Mengxue Dong, Dong Wang, Fengkai Li, Yin Liu, Xueyan He, Shengzhong Duan, Lixing Zhang, Tong Liu, Suling Liu
PMID35613826
发布时间2022-05
DOI10.1136/jitc-2021-003793

实验完整度

包含体外细胞实验、多种转基因小鼠模型、类器官样共培养、患者样本分析及机制验证。

主要模型

小鼠乳腺癌细胞系Py8119、Mvt1、4T1 永生化骨髓来源巨噬细胞 Ccl3敲除小鼠 乳腺癌患者肿瘤及血清样本

重点核对

Ccl3敲除小鼠模型 Ccl3敲低/过表达肿瘤细胞系 巨噬细胞耗竭实验 RNA测序和GSEA分析 体外吞噬实验

摘要

背景:尽管多西他赛(DTX)的抗肿瘤功效长期以来归因于其抗有丝分裂活性,但其对肿瘤微环境(TME)的影响最近受到更多关注。巨噬细胞是TME的主要组成部分,在DTX疗效中发挥关键作用;然而,其潜在的作用机制仍不清楚。方法:通过巨噬细胞耗竭和C–C基序趋化因子配体3(Ccl3)敲除转基因同种异体移植小鼠模型证明了DTX化疗疗效。使用Ccl3敲低和Ccl3过表达乳腺癌细胞同种异体移植物进行体内研究。使用联合治疗来评估Ccl3诱导对DTX化疗敏感性的影响。使用RNA测序鉴定关键调控分子和通路。使用体外共培养实验评估巨噬细胞对癌细胞的吞噬作用及其在DTX处理下对癌细胞增殖的影响。使用乳腺癌患者的血清和肿瘤样本证明我们研究的临床相关性。结果:我们的研究揭示,DTX在巨噬细胞和癌细胞中诱导的Ccl3对于DTX的化疗疗效是不可或缺的。DTX诱导的Ccl3促进促炎性巨噬细胞极化,随后促进对乳腺癌细胞和癌症干细胞的吞噬作用。癌细胞中Ccl3过表达促进促炎性巨噬细胞极化,以抑制肿瘤进展并增加DTX化疗敏感性。机制上,DTX通过活性氧积累解除cAMP反应元件结合蛋白对Ccl3的抑制,从而诱导Ccl3,进而通过激活Ccl3–C–C基序趋化因子受体5–p38/干扰素调节因子5通路促进促炎性巨噬细胞极化。高CCL3表达预示更好的预后,高CCL3诱导揭示乳腺癌患者更好的DTX化疗敏感性。此外,Creb抑制剂和重组小鼠Ccl3均显著增强DTX化疗敏感性。结论:我们的结果表明,DTX诱导的Ccl3触发促炎性巨噬细胞极化,随后促进对癌细胞的吞噬作用。Ccl3诱导与DTX联合可能为提高乳腺癌DTX化疗敏感性提供有前景的治疗原理。

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
DTX是否通过调节肿瘤微环境中的巨噬细胞发挥化疗作用,以及Ccl3在其中的具体作用机制。
核心机制
DTX通过活性氧积累抑制Creb,解除对Ccl3的抑制,上调Ccl3;Ccl3通过激活Ccr5–p38/Irf5通路促进促炎性巨噬细胞极化,增强吞噬作用。
主要证据
巨噬细胞耗竭和Ccl3敲除小鼠模型显示DTX疗效依赖Ccl3;体外共培养和RNA测序验证了机制通路;患者样本显示CCL3表达与预后和化疗反应相关。
研究意义
Ccl3诱导联合DTX可能为乳腺癌化疗耐药提供新的治疗策略,具有临床转化潜力。

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Ccl3在DTX化疗中的作用

确定Ccl3是否为DTX疗效所必需。

使用Ccl3敲除小鼠和Ccl3敲低/过表达细胞系,进行肿瘤移植和DTX处理,观察肿瘤生长。

2

评估Ccl3对巨噬细胞极化的影响

探究Ccl3是否促进促炎性巨噬细胞极化。

通过流式细胞术和Western blot检测巨噬细胞标志物,使用Ccl3敲低或敲除的巨噬细胞。

3

验证Ccl3–Ccr5–p38/Irf5通路

确定Ccl3下游信号通路。

敲低Ccr5、p38或Irf5,检测促炎标志物和通路蛋白磷酸化。

4

检测Ccl3增强巨噬细胞吞噬作用

验证Ccl3是否增强巨噬细胞对癌细胞及干细胞的吞噬。

使用DTX预处理的巨噬细胞与癌细胞共培养,通过流式和共聚焦检测吞噬率。

5

评估DTX诱导Ccl3的机制

探究DTX如何诱导Ccl3表达。

检测ROS水平,使用H2O2和NAC处理,并检测Creb和Ccl3表达。

6

临床样本验证

验证CCL3表达与乳腺癌患者预后和化疗反应的相关性。

使用Kaplan-Meier数据库和患者血清、肿瘤样本进行ELISA和IHC分析。

7

联合治疗评估

评估Creb抑制剂或rmCcl3与DTX联合治疗的疗效。

在小鼠模型中联合给药,观察肿瘤生长和巨噬细胞极化。

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
多西他赛HengruiH20020543
Creb抑制剂666-15MedChemExpressHY-101120
重组小鼠Ccl3R&D450-MA-050/CF
N-乙酰-L-半胱氨酸BeyotimeS0077
过氧化氢Chinasun Specialty Products Co, LtdCN51001
Ham's F12培养基Gibco21 700-075
RPMI1640培养基Gibco31 800-022
DMEM培养基Gibco12 800-017
胎牛血清Ausbianvs500T
链霉素/青霉素BeyotimeC0222
庆大霉素SigmaG1397
氢化可的松AladdinH110523
表皮生长因子PeproTechAF-315-09
胰岛素BiosharpBS901
基质胶Corning354234
PBS脂质体Yeasen Biotechnology40 338ES10
TRIzol试剂Takara9109
HiScript II第一链cDNA合成试剂盒VazymeR211-02
AceQ通用SYBR qPCR预混液VazymeQ511
7300Plus实时PCR系统Applied Biosystems--
RIPA裂解缓冲液BeyotimeP0013C
BCA蛋白定量试剂盒Thermo23227
PVDF膜MilliporeIPVH00010
化学发光底物MilliporeWBKLS0500
Ccl3抗体R&DAF-450-NA
Gapdh抗体TransGenHC301
iNos抗体CTS13120
Cox2抗体Cayman160106
p38抗体CST9212
p-p38抗体CST4631
Erk抗体CST4695
p-Erk抗体CST9101
Jnk抗体CST9252
p-Jnk抗体CST9251
Irf5抗体Proteintech10 547-1-AP
Creb抗体CST9197
p-Creb抗体CST9198
过氧化物酶标记的驴抗山羊IgGProteintechSA00001-3
过氧化物酶标记的山羊抗兔IgGTransGenHS101-01
过氧化物酶标记的山羊抗小鼠IgGTransGenHS201-01
CCL3 ELISA试剂盒RayBioELH-MIP1a
红细胞裂解液Invitrogen00-4333-57
抗小鼠CD16/32抗体BioLegend101302
ALDEFLUOR试剂盒STEMCELL Technologies01700
DAPISigmaD9564
Moflo Astrios流式细胞仪Beckman Coulter--
CytoFlex流式细胞仪Beckman Coulter--
抗小鼠CD45-FITC抗体BioLegend103108
抗小鼠F4/80-APC抗体BioLegend123116
抗小鼠MHCII-APC/Cy7抗体BioLegend107628
抗小鼠CD11b-PE抗体BioLegend101208
抗小鼠CD140b-PE抗体BioLegend136006
抗小鼠CD19-PE抗体BioLegend115507
抗小鼠CD3-APC/Cy7抗体BioLegend100221
抗小鼠CD31-PE抗体BD Biosciences553373
抗小鼠CD45-PE抗体BD Biosciences553081
2',7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯探针Sigma-Aldrich287810
一步克隆试剂盒VazymeC112
pLKO.1-puro载体Addgene8453
聚乙烯亚胺Polysciences23966
Opti-MEM培养基Gibco31 985-062
聚凝胺SigmaH9268
曲拉通X-100SangonA600198
DAB显色试剂盒MaxVisionDAB-0031
中性树胶BiomikyBL085A-100g
CD68抗体Santa Cruzsc-9139
Cox2抗体Cayman160106
CCL3抗体GeneTexGTX52606
过氧化物酶标记的山羊抗小鼠/兔IgGMaxVisionKIT-5010
8µm孔径Transwell小室Corning353097
CFDA-SE染料BeyotimeC0051
共聚焦显微镜LeicaTCS SP5 II
GraphPad Prism软件----

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
Ccl3敲除小鼠的生成与基因分型
小鼠背景、sgRNA序列、基因分型引物PCR产物大小
阅读提示:Methods 部分:Transgenic mice and genotyping
肿瘤移植模型
细胞系、注射细胞数、Matrigel体积、DTX剂量、给药方式、治疗时间点
阅读提示:Methods 部分:In vivo mouse models
巨噬细胞耗竭
氯膦酸盐脂质体剂量、给药频率和时长
阅读提示:Methods 部分:Macrophage clearance in mice
体外共培养实验
癌细胞与巨噬细胞类型、DTX浓度、共培养时间
阅读提示:Methods 部分:In vitro coculture
吞噬实验
DTX预处理浓度和时间、巨噬细胞与靶细胞比例、共培养时间、标记物
阅读提示:Methods 部分:Phagocytosis assay
患者样本分析
患者队列特征、TNC化疗方案、采样时间点、MP评分标准、ELISA和IHC方法
阅读提示:Methods 部分:Human breast cancer patient serum and tumor samples; Results 部分:High CCL3 expression...
联合治疗实验
Creb抑制剂或rmCcl3剂量、给药方式、与DTX联合的治疗方案
阅读提示:Methods 部分:Reagents; Results 部分:Both Creb inhibitor and rmCcl3...