本期给大家分享的是青岛大学牛海涛团队于2023年正式发表在Journal of Experimental & Clinical Cancer Research上的文章,题为Cancer-associated fibroblasts-derived CXCL12 enhances immune escape of bladder cancer through inhibiting P62-mediated autophagic degradation of PDL1,为我们揭示了CAFs通过CXCL12促进膀胱癌细胞迁移和侵袭的秘密。
前言:
膀胱癌,这个泌尿系统的头号杀手,每年夺去无数人的生命。为了战胜它,科学家们一直在寻找更有效的治疗策略。而肿瘤微环境中的癌症相关成纤维细胞(CAFs)引起了大家的广泛关注。来自青岛大学附属医院的研究团队运用了包括生物信息学分析、体外和体内实验等一系列手段,深入探究了CAFs-CXCL12轴在膀胱癌中的作用。
思维导图速览:
主要实验结果
1、CAF 标志物与生存率相关性分析
图1A-1J:结果表明 α-SMA (CAF 的经典标志物)与肿瘤等级、临床分期正相关。同时,CAF 的比例在不同分子亚型之间存在显著差异。并且CAF 富集度更高的患者生存率更低,提示 CAF 在膀胱癌进展中具有重要作用;
图1K-1L:结果显示 α-SMA 与 PDL1 之间存在显著正相关,提示 CAFs 可能调节 PDL1 的表达,这也就引出了明星分子PDL1。
2、识别 CXCL12 作为关键的 CAF 来源的细胞因子
图2A-2E:作者们先通过取交集找到了CXCL12等10个细胞因子,并用单因素cox分析等方式进一步聚集到CXCL12;
图2F-2N:通过 UMAP 聚类分析发现 CXCL12 主要由 CAFs 分泌,并且IHC结果显示与 CXCL12与α-SMA 和 PDL1 在高表达区域高度共定位,这进一步说明在 CAF 富集的膀胱癌组织中,CXCL12 表达较高,并且与 PDL1 和较差的患者预后相关。
3、CAF 和 CXCL12 促进膀胱癌的生长和迁移
图3A-3E:CXCL12主要由CAF细胞分泌,而不是肿瘤细胞自身,且CXCL12 可增加PDL1的表达水平;
图3F-3L:MTT 细胞增殖等实验及动物实验表明 CXCL12可显著促进肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭能力,而 AMD3100(CXCL12 拮抗剂)可逆转这些作用,并减少 PDL1 的表达。
4、CXCL12 抑制 PDL1 的自噬降解
基于前面的实验数据,作者开始探索为什么CXCL12可增加PDL1的表达量?
图4A-4D:结果进一步表明 CXCL12 可能通过影响PDL1的降解途径来增加 PDL1 的表达水平;
图4F-4L:结果表明 CXCL12 可通过抑制自噬-溶酶体途径(而不是泛素-蛋白酶体系统)来减少PDL1 的降解。应用自噬抑制剂(CQ)和自噬激活剂剂(Rapa)进一步说明这一效应。
5、P62 介导的 PDL1 自噬调控
图5A-5E:TCGA数据的相关性分析及湿实验结果显示CXCL12处理下,P62和PDL1的趋势一致;
图5F-5J:有趣的是,当敲低P62后,PDL1的表达水平反而升高了,且CXCL12处理不再能显示出促进PDL1表达的作用。进一步,CO-IP和免疫荧光结果显示,CXCL12处理可减少P62和PDL1互作和共定位。综上,P62 在 CXCL12 介导的 PDL1 调控中扮演关键角色。
6、CXCL12 调节 P62 的泛素化水平
图6A-6B:结合前期数据,作者先排除CXCL12主要在mRNA水平影响P62表达的可能;
图6C-6J:结果表明 CXCL12 能降低 P62 的泛素化水平,抑制其通过蛋白酶体途径的降解。
7、JAK2/STAT3 通路在 CYLD 和 P62 调控中的作用
图7A-7B:结合多种条件,筛选出去泛素酶CYLD作为P62表达水平的潜在调控分子。并发现CXCL处理可显著影响CYLD的mRNA水平(注:对多种条件筛选机制感兴趣的小伙伴,可以去进一步阅读推文:https://mp.weixin.qq.com/s/Gl6uwMEOHk3a0ycINZReMQ);
图7C-7L:进一步,作者发现CYLD的表达受到 CXCL12 激活的 JAK2/STAT3 通路的调控。使用 STAT3 抑制剂(Stattic)可以有效阻止 CYLD 和 P62 的上调,并降低 PDL1 表达。综上,JAK2/STAT3 是 CXCL12 调控 CYLD 和 PDL1 稳定性的关键信号通路。
8、阻断 CXCL12 提升免疫治疗效果
图8A-8I:CXCL12 拮抗剂(AMD3100)提高了 CD8+ T 细胞的浸润,并减少了调节性 T 细胞(Tregs)的比例。此外,联合 PD1/PDL1 抑制剂(BMS-1)的治疗效果更显著;
图8B-8I:IHC结果表明,联合治疗能显著抑制肿瘤生长,并降低 PDL1 的表达。总之,阻断 CXCL12 不仅抑制肿瘤生长,还显著改善了肿瘤微环境中的免疫状态,增强了免疫治疗的效果。
结语:
这项研究不仅为我们提供了膀胱癌治疗的新思路,更为免疫治疗领域带来了新的希望!让我们期待,这项研究能够为膀胱癌患者带来更多的生机和希望!