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【Nat Commun.】震惊!铁殒命疗法竟是无间道?????

时间:2022-07-20 热度:

 

前言
 

“铁殒命”看法在 2012 年由 Dr. Brent R Stockwell 提出,,,,,它是一种铁离子依赖的细胞程序性殒命,,,,,生化特征区别于细胞凋亡、坏死、自噬。。。。从机制上简朴来说,,,,,在二价铁或酯氧合酶的作用下,,,,,催化细胞膜上高表达的不饱和脂肪酸,,,,,爆发脂质过氧化,,,,,从而诱导细胞殒命,,,,,别的还体现为抗氧化系统(谷胱甘肽系统)的调控焦点酶GPX4的降低。。。。近年来,,,,,铁殒命引起了癌症研究界极大的兴趣,,,,,种种铁殒命相关的药物或疗法如雨后春笋,,,,,可是铁殒命事实是怎样作用于免疫系统,,,,,使用铁殒命疗法后对免疫微情形有何影响,,,,,这并不清晰。。。。 

近期VIB-UGent 炎症研究中心,,,,,Peter Vandenabeele研究团队于2022年7月在Nature Communications杂志上揭晓问题为“Cancer cells dying from ferroptosis impede dendritic cell-mediated anti-tumor immunity”的文章。。。。该研究展现了诱导铁殒命后,,,,,爆发铁殒命的肿瘤细胞会对周围抗原递呈细胞爆发抑制作用。。。。
 

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配景先容
 

铁殒命,,,,,指的是一种依赖铁的细胞程序性殒命,,,,,其特征是泛起细胞内氧化还原平衡被破损和太过脂质过氧化。。。。最近,,,,,铁殒命疗法已经成为一种新兴的抗肿瘤治疗方法,,,,,可以阻止泛起古板的耐药,,,,,抵达扫除已转移肿瘤的目的,,,,,现在,,,,,铁殒命疗法已经和纳米质料和脂质体等差别手艺相融合,,,,,在肿瘤治疗领域大放异彩。。。。

 

现在,,,,,关于铁殒命研究领域仍有空缺,,,,,其中最要害的缺失之一即是,,,,,尚且不清晰肿瘤细胞铁殒命之后,,,,,对免疫系统有何影响,,,,,两者是怎样“互动”,,,,,基于当下现状,,,,,有须要掘客铁殒命疗法与免疫治疗之间是否有协作可能。。。。

 

在已往十年里,,,,,肿瘤细胞的免疫原性细胞殒命(Immunogenic Cell Death,,,,,ICD)已经化身为经典案例,,,,,成为了细胞程序性殒命研究的热门,,,,,免疫原性细胞殒命能够激起针关于特定肿瘤细胞的细胞毒性T细胞反应,,,,,抵达根除肿瘤细胞的效果。。。。可是,,,,,作者通过研究发明,,,,,铁殒命显着区别于其他程序性殒命方法,,,,,在诱导铁殒命后,,,,,可能会爆发免疫耐受的征象。。。。

 

亮点要素
 

1.铁殒命虽然能够使细胞因子和损伤相关的分子模式释放(Damage-associated Molecular Patterns,,,,,DAMP ),,,,,可是却无法激活抗肿瘤免疫应答。。。。

2.通过条件性敲低的方法,,,,,构建了可以控制铁殒命希望分期的iGPX4KD细胞株,,,,,并通过实验发明,,,,,铁殒命早期亦或是铁殒命晚期的肿瘤细胞,,,,,均无法激活抗肿瘤免疫应答。。。。

3.铁殒命早期的肿瘤细胞,,,,,能够影响DC细胞成熟,,,,,抑制DC细胞关于肿瘤细胞的吞噬。。。。

4.DC细胞吞噬铁殒命细胞后,,,,,顺应性免疫应答分子表达发明显著转变。。。。

5.铁殒命肿瘤细胞能够抑制DC细胞的可溶性抗原的交织递呈。。。。

6.铁殒命不但对肿瘤生长的抑制效应更弱,,,,,并且能够降低细胞凋亡引起的抗肿瘤免疫应答。。。。

 

研究内容
 

01
 

作者首先选用了3种铁殒命诱导药物,,,,,划分对应早期、中期、晚期的三期铁殒命希望,,,,,并通过体内实验证实,,,,,当接纳ML162药物诱导的铁殒命细胞作为肿瘤疫苗,,,,,并不可显著体现出抗肿瘤活性。。。。此后,,,,,通过关于ML162、RSL-3、Erastin三种铁殒命诱导剂处置惩罚后的细胞上清举行剖析,,,,,发明其中具有DAMP和CXCL1、TNF和IFN-β等细胞因子的释放。。。。而关于钙网卵白的调理,,,,,铁殒命诱导后虽然能够上调钙网卵白的表达,,,,,可是与凋亡相比,,,,,铁殒命诱导的钙网卵白高表达主要泛起在一些死细胞的胞膜外貌。。。。


Fig. 1 Ferroptosis does not induce immunological protection against cancer cells despite the release of DAMP. 

 

02
 

作者突发奇想,,,,,构建了一个多西环素(Doxycycline,,,,,Dox)诱导的GPX4敲低细胞模子,,,,,用以操控铁殒命历程,,,,,DOX诱导后8h,,,,,细胞殒命率可至100%。。。。并且通过ROS表达、细胞因子和DAMP渗透及钙网卵白表达三个层面验证,,,,,可以用过调控DOX处置惩罚的时间,,,,,来操控肿瘤细胞铁殒命历程的时期。。。。此后体内实验证实,,,,,无论免疫早期照旧晚期铁殒命细胞,,,,,都无法作为肿瘤疫苗,,,,,影响小鼠生涯周期。。。。
 
 

Fig. 2 Ferroptotic cells are not immunogenic regardless of the stage of cell death.

 

03
 

作者使用ML162、RSL-3、Erastin诱导肿瘤细胞铁殒命后,,,,,与DC细胞举行共孵育,,,,,发明均可以提高DC细胞的成熟度。。。。为了细化实验办法,,,,,他又用iGPX4的细胞模子举行双重验证,,,,,发明在肿瘤细胞爆发铁殒命早期,,,,,不但不可增进DC细胞成熟,,,,,反而会抑制DC细胞的活力。。。。另外袒露了一个很有意思的征象,,,,,ML162诱导的早期铁殒命,,,,,能够抑制DC细胞关于细胞因子的释放,,,,,这是铁殒命细胞显着区别于UV诱导细胞细胞凋亡的区别。。。。除此以外,,,,,铁殒命区别于凋亡,,,,,当细胞存活时,,,,,磷脂酰丝氨酸并不会外翻,,,,,影响DC细胞关于肿瘤细胞的识别。。。。而DC细胞与早期铁殒命细胞共作育后,,,,,也会导致DC细胞脂滴群集,,,,,影响DC细胞功效。。。。
 

 

Fig. 3 Initial ferroptosis impairs the maturation of dendritic cells.

 

04
 

作者将带有荧光的Jurkat细胞举行铁殒命诱导,,,,,后跟BMDC细胞举行共作育,,,,,通过流式分选的方法,筛选吞噬铁殒命细胞后的DC细胞,,,,,举行转录组测序,,,,,效果体现,,,,,吞噬铁殒命细胞后,,,,,DC细胞中与顺应性免疫反应相关的基因受到了显着影响,,,,,如NFKB家族基因,,,,,趋化因子和细胞因子等。。。。综合整体转变,,,,,爆发铁殒命的肿瘤细胞对DC细胞的抗原递呈能力有显著影响。。。。

 

Fig. 4 Engulfment of ferroptotic cells by DC suppresses expression of genes associated with adaptive immune response.

 

05
 

抗原交织递呈,,,,,指的是MHC 分子对抗原的提呈保存交织提泛起象,,,,,即MHC I 类分子也能提呈外源性抗原,,,,,而内源性抗原也能通过MHC II 类途径加以提呈。。。。作者通过DC细胞吞噬铁殒命细胞,,,,,并将DC细胞与OT1小鼠(该CD8+T细胞能够特异性识别OVA抗原)的CD8+T细胞举行共孵育,,,,,发明会抑制T细胞的增殖,,,,,即铁殒命细胞的外源性抗原影响DC细胞MHC I关于CD8+T细胞的激活。。。。
 

Fig. 5 Ferroptotic cells impair dendritic cells ability to perform antigen cross-presentation.

 

06
 

首先,,,,,作者使用过表达OVA抗原的小鼠胚胎成纤维细胞作为疫苗,,,,,先举行免疫反应后再举行皮下成瘤,,,,,发明铁殒命与凋亡和坏死相比,,,,,险些完全没有起到预防肿瘤增殖及延伸荷瘤小鼠生涯期的作用。。。。他换了一种方法,,,,,使用了负载OVA抗原的cDC1细胞举行皮下注射,,,,,证实仍然无法对肿瘤生长起到有用影响。。。。最后,,,,,作者使用米托蒽醌诱导细胞凋亡,,,,,发明当加入铁殒命细胞与凋亡细胞举行配合免疫时,,,,,能够显著抑制由凋亡细胞疫苗带来的抗肿瘤效果,,,,,至此,,,,,本项研究所有竣事。。。。
 

 

Fig. 6 Ferroptosis is less potent in controlling the tumor growth compared to apoptosis and necroptosis and diminishes the immunogenicity of apoptosis.

 

最后

 

文章证实,,,,,铁殒命并不像我们设想的那样,,,,,是一种免疫原性细胞殒命,,,,,恰相反,,,,,肿瘤细胞泛起铁殒命征象之后,,,,,能够从DC细胞成熟、细胞因子及趋化因子渗透、抗原递呈功效等多方面抑制抗肿瘤免疫反应。。。。该项研究探索了铁殒命与肿瘤免疫之间的混沌区,,,,,尤其在体外研究DC抗原递呈及免疫杀伤的手艺手段,,,,,值得我们深入学习探讨。。。。
 

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