PP4抑制通过STAT1激活和炎症信号增强卵巢癌对NK细胞介导的细胞毒性敏感性

PP4 inhibition sensitizes ovarian cancer to NK cell-mediated cytotoxicity via STAT1 activation and inflammatory signaling

作者信息Remya Raja, Christopher Wu, Esen Yonca Bassoy, Thomas E Rubino Jr, Emma C Utagawa, Paul M Magtibay, Kristina A Butler, Marion Curtis
PMID36564125
发布时间2022-12
DOI10.1136/jitc-2022-005026

实验完整度

高

包含细胞系体外实验、NK细胞共培养、同基因小鼠模型等至少两个独立证据层级,并涵盖功能验证与机制验证(如STING敲低)。

主要模型

卵巢癌细胞系NIH-OVCAR3、OVCAR4、OVCAR8 ID8-p53KO小鼠卵巢癌细胞系 NK-92自然杀伤细胞系

重点核对

PP4抑制剂fostriecin浓度(1 nM)及与卡铂联合处理 PP4C敲低(siRNA/shRNA)及PPP4R3B敲低 STING1敲低 NK-92与肿瘤细胞共培养比例(1:1)及时间(3小时/14小时) 小鼠模型:C57BL/6,ID8-p53KO-Luc细胞腹腔注射,卡铂剂量5 mg/kg,每周两次

摘要

背景 反复研究表明,T细胞浸润增加可预测卵巢癌患者生存期延长。然而,尽管有证据表明卵巢癌中存在活跃的免疫应答,但卵巢癌对免疫检查点阻断(ICB)治疗的反应频率远低于其他癌症类型。近期研究强调,DNA损伤反应(DDR)缺陷可驱动基因组不稳定性和肿瘤免疫原性增加,从而增强对ICB的反应。蛋白磷酸酶4(PP4)是DDR的关键调节因子;然而,其在抗肿瘤免疫中的潜在作用目前尚不清楚。结果 我们的结果表明,PP4抑制剂fostriecin与卡铂联合可增加卡铂敏感性、DNA损伤和微核形成。使用多种卵巢癌细胞系,我们表明PP4抑制或PPP4C敲低联合卡铂通过核因子κB(NF-κB)和信号转导与转录激活因子1(STAT1)激活触发炎症信号。这导致促炎细胞因子和趋化因子CCL5、CXCL10和IL-6表达增加。此外,IFNB1表达增加提示I型干扰素反应激活。来自经PP4抑制剂和卡铂联合处理的卵巢癌细胞的条件培养基显著增加了CD8 T细胞和自然杀伤(NK)细胞的迁移,超过单独卡铂处理。卵巢癌细胞中干扰素基因刺激因子(STING)的敲低显著消除了PP4抑制诱导的CD8 T细胞迁移增加。NK-92细胞与PPP4C或PPP4R3B敲低的卵巢癌细胞共培养导致NK细胞干扰素-γ的强烈诱导、脱颗粒增加以及NK细胞介导的针对卵巢癌细胞的细胞毒性增加。在同基因免疫活性小鼠卵巢癌模型中,PP4C的稳定敲低在体内导致肿瘤生长显著减少。PP4C敲低的肿瘤中NK细胞、NKT细胞和CD4+ T细胞浸润增加。与未处理的PP4C敲低肿瘤相比,添加低剂量卡铂处理导致PP4C敲低肿瘤中CD8+ T细胞浸润增加。结论 我们的工作确定了PP4抑制在促进炎症信号和增强免疫细胞效应功能中的作用。这些发现支持进一步研究PP4抑制剂以增强卵巢癌的化学免疫治疗。关键词:基因组不稳定性;免疫,先天性;炎症介质;生殖器肿瘤,女性关于本主题的已知信息 - 已证明DNA损伤反应(DDR)缺陷可促进针对多种癌症(包括卵巢癌)的免疫反应,并与免疫检查点阻断(ICB)协同作用。将DDR抑制剂与ICB联合是一种有吸引力的治疗策略。本研究新增内容 - 使用体外细胞实验和体内小鼠模型,我们确定了蛋白磷酸酶4(PP4)在增强炎症信号和免疫细胞浸润中的作用。本研究可能如何影响研究、实践或政策 - 我们的工作表明,靶向PP4与铂类治疗联合是改善卵巢癌抗肿瘤免疫反应的有前景策略。

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
PP4在卵巢癌抗肿瘤免疫中的作用及其机制。
核心机制
PP4抑制增强卡铂诱导的DNA损伤和微核形成,激活cGAS-STING途径,导致NF-κB和STAT1活化,上调炎症因子和趋化因子,促进免疫细胞迁移和NK细胞杀伤功能。
主要证据
体外:fostriecin/PP4C敲低+卡铂上调炎症因子,增强CD8 T/NK细胞迁移;NK共培养实验显示IFN-γ增加、脱颗粒和杀伤增强;体内:PP4C敲低小鼠肿瘤生长减少,免疫浸润增加。
研究意义
支持进一步开发PP4抑制剂以增强卵巢癌的化学免疫治疗。

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PP4表达与扩增

评估PP4亚基在卵巢癌中的表达和扩增情况。

使用TCGA和GTEx数据分析PP4亚基表达和拷贝数变异;通过免疫印迹检测卵巢癌细胞系中PP4C和调节亚基表达。

2

检测PP4抑制或敲低对卡铂敏感性的影响

确定PP4抑制或敲低是否增强卵巢癌细胞对卡铂的敏感性。

使用fostriecin处理或siRNA/shRNA敲低PP4C,结合卡铂处理,通过细胞活力测定(MTS)、克隆形成实验和Incucyte成像评估细胞增殖。

3

评估PP4抑制对DNA损伤的影响

确定PP4抑制是否增加卡铂诱导的DNA损伤和基因组不稳定性。

通过微核形成分析、γ-H2AX和FANCD2免疫荧光、DR-GFP同源重组实验检测DNA损伤标志和HR效率。

4

检测炎症信号激活

探究PP4抑制是否增强卡铂诱导的炎症信号通路。

通过免疫印迹检测STAT1和NF-κB磷酸化,RT-qPCR检测炎症因子mRNA,细胞因子芯片检测分泌蛋白。

5

评估免疫细胞迁移

确定PP4抑制产生的条件培养基是否促进CD8 T和NK细胞迁移。

收集处理过的卵巢癌细胞条件培养基,用于迁移实验(Boyden室),并测试信号抑制剂(MEKi, Raci, STAT3i)和STING敲低的影响。

6

评估NK细胞活化和杀伤

确定PP4C或PPP4R3B敲低是否增强NK细胞活化和细胞毒性。

将NK-92细胞与敲低PP4C或PPP4R3B的卵巢癌细胞共培养,检测IFN-γ产生、CD107a脱颗粒和细胞毒性(annexin V/PI)。

7

体内验证PP4C敲低对肿瘤生长和免疫浸润的影响

在同基因小鼠模型中评估PP4C敲低对肿瘤生长和免疫细胞浸润的影响。

将ID8-p53KO-对照或PP4C shRNA细胞注射入C57BL/6小鼠,用或不用低剂量卡铂处理,监测肿瘤生长,收集肿瘤并流式分析免疫细胞。

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----
DMEM培养基----
Fostriecin----
卡铂----
Lipofectamine 3000Invitrogen--
CellTiter 96 AQueous非放射性细胞增殖检测试剂盒PromegaG5421
DiFMUP底物InvitrogenD6567
Hoechst 33342InvitrogenH3570
γ-H2AX (S139)抗体Thermo Fisher ScientificMA1-2022
FANCD2抗体Abcamab108928
人细胞因子芯片C5RayBioAAH-CYT-5-4
CD8a T细胞阳性分选试剂盒STEMCELL Technologies18953
细胞刺激混合物Tonbo BiosciencesTNB-4975-UL100
GolgiPlugBD Biosciences--
莫能菌素----
II型胶原酶Thermo Scientific17101-015
脱氧核糖核酸酶ISigma-Aldrich10104159001
膜联蛋白V----
碘化丙啶----
计数微球Thermo ScientificC36950
ImageXpress高内涵成像系统Molecular Devices--
FlexStation 3多功能酶标仪Molecular Devices--
BTX ECM 830电穿孔仪Harvard Apparatus--
gentleMACS Octo组织处理器Miltenyi Biotec--
70微米尼龙细胞筛Fisher Scientific22-363-548
Incucyte S3活细胞成像系统Sartorius4647

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
细胞系来源、培养条件(培养基、FBS浓度、抗生素)
阅读提示:Methods: Cell lines
卡铂敏感性实验
fostriecin浓度(1 nM)、卡铂浓度范围(1 µM至1 mM)、处理时间(96小时)、细胞数量(如2000细胞/6孔板)
阅读提示:Methods: Incucyte live-cell imaging and cell viability analysis; Clonogenic survival assay
DNA损伤检测
卡铂浓度(OVCAR3/4: 1 µM, OVCAR8: 2.5 µM, ID8-p53KO: 10 µM)、处理时间(96小时)、微核计数位点数(45-50)、γ-H2AX和FANCD2抗体信息
阅读提示:Methods: Immunofluorescence and micronuclei analysis; Figure 3
炎症信号检测
siRNA敲低效率、卡铂处理剂量(同前)、RT-qPCR引物序列、细胞因子芯片操作步骤
阅读提示:Methods: qRT-PCR, Cytokine array; Figure 4
免疫细胞迁移
条件培养基制备条件、迁移实验细胞数(1e5)、抑制剂浓度(Stattic 2 µM, trametinib 7.5 µM, NSC23766 10 µM)、迁移时间(4小时)
阅读提示:Methods: CD8 T cell and NK cell migration; Figure 5
NK细胞功能实验
共培养比例(1:1)、共培养时间(IFN-γ: 14小时, 脱颗粒和杀伤: 3小时)、卡铂浓度(OVCAR3: 0.5 µM, OVCAR8: 2.5 µM)
阅读提示:Methods: Intracellular cytokine staining, CD107a mobilization and NK cell cytotoxicity assay; Figure 6
动物实验
小鼠品系、性别、年龄(C57BL/6雌性8周)、细胞注射量(1×10^6)、卡铂剂量(5 mg/kg)和频率(每周两次)、肿瘤收获时间(28-30天)
阅读提示:Methods: In vivo experiments; Figure 7