SDCBP在结直肠癌免疫治疗中的作用

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Syndecan Binding Protein (SDCBP) 调节肿瘤微环境、肿瘤进展及抗PD1疗效在结直肠癌中的作用

背景介绍

近年来，免疫疗法为癌症治疗带来了革命性进展。然而，对于结直肠癌（Colorectal Cancer, CRC），抗程序性细胞死亡1（Anti-Programmed Cell Death 1, APD1）治疗在患者中表现出的疗效相对有限。仅有一个特定亚组的微卫星不稳定性（Microsatellite Instability, MSI）-高表达（MSI-H）的患者能从免疫检查点抑制剂（Immune Checkpoint Inhibitors, ICIs）治疗中获益，然而这类患者仅占总体CRC病例的15%，在晚期癌症病例中则更少，只有4-5%。因此，亟需探寻新靶点以提升ICIs治疗在CRC中的疗效。

肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME）在癌症免疫疗法中的抗性调控中起着至关重要的作用。肿瘤相关巨噬细胞（Tumor-Associated Macrophages, TAMs）是TME中最丰富的免疫细胞。TAMs分为经典激活（M1）巨噬细胞和替代激活（M2）巨噬细胞，前者触发免疫激活，后者促进肿瘤进展，并通过过表达免疫抑制因子TREM2和CCL2来影响抗PD1疗法的效果。此外，M2-TAMs直接影响CD8+ T细胞在肿瘤中的迁移和浸润。因此，减少M2-TAMs infiltration或促进其重新极化是增强免疫疗效的重要策略。

Syndecan Binding Protein（SDCBP），又称Syntenin1或黑色素瘤分化相关基因9（Melanoma Differentiation-Associated Gene-9, MDA-9），是一个包含PDZ结构域的蛋白质家族成员，参与细胞粘附、迁移和信号转导过程。既往研究表明，SDCBP与癌症侵袭和转移密切相关，并在CRC中通过调控癌症干细胞（Cancer Stem Cells, CSCs）扩展和迁移来促进化疗耐药。SDCBP在CRC患者中的高表达与较差的总生存和无病生存显著相关。然而，其在复杂TME中的作用及其对免疫疗法的影响仍未完全阐明。

研究来源

这项研究由Jiahua Yu、Shijun Yu、Jin Bai、Zhe Zhu、Yong Gao和Yandong Li等学者完成，作者来自上海交通大学医学院附属上海东方医院肿瘤科和结直肠外科。本研究成果于2024年发表于Cancer Gene Therapy期刊。

研究流程

a) 研究工作流程

  1. 细胞培养与处理

    • 使用了人源CRC细胞系RKO，鼠源CRC细胞系CT26和鼠源巨噬细胞系RAW264.7。
    • 不同细胞系分别在含10%胎牛血清的培养基中进行培养。
    • ZnPT处理：将ZnPT (0.25, 0.5, 1, 1.5, 2.0 µM) 处理细胞24小时。

  2. RNA干扰及稳定细胞系建立

    • 合成针对SDCBP的小干扰RNA (siRNA) 并进行转染，采用嘌呤霉素筛选稳定转染细胞。

  3. 细胞增殖实验

    • 进行了CCK-8和克隆形成实验以评估细胞的增殖能力。

  4. 细胞迁移实验

    • 采用Transwell方法评估CRC细胞的迁移能力。

  5. Western Blot分析

    • 使用RIPA裂解液提取细胞蛋白，通过SDS-PAGE和转膜进行分析。

  6. 细胞凋亡检测

    • 利用流式细胞术检测细胞的凋亡比例。

  7. 巨噬细胞M1和M2极化

    • 分别用LPS和IL-4处理RAW264.7细胞进行M1和M2极化，再与CRC细胞共培养。

  8. 定量实时PCR

    • 提取总RNA，逆转录为cDNA，进行实时荧光定量PCR。

  9. 免疫荧光染色

    • 采用免疫荧光方法检测表面标志物的表达。

  10. 流式细胞术

    • 检测巨噬细胞亚群的CD86和CD206蛋白表达。

  11. 动物实验

    • BALB/c小鼠模型，研究ZNPT对肿瘤生长、转移及其与APD1的联合疗效。

  12. 免疫组化染色

    • 进行肿瘤样本的免疫组化染色分析。

  13. CyTOF分析

    • 使用Cytometry by Time-Of-Flight方法分析小鼠肿瘤样本的免疫细胞浸润情况。

  14. 生物信息学分析

    • 采用BEST和SangerBox平台分析SDCBP在CRC患者中表达及其与免疫细胞的关系。

  15. 统计分析

    • 使用GraphPad Prism进行统计分析。

b) 研究结果

  1. SDCBP在癌症中的表达及其临床意义

    • SDCBP在CRC患者中表达上调，并与预后不良相关。
    • 高SDCBP表达显著与免疫疗法无应答者相关。

  2. 体内外实验验证SDCBP在CRC中的作用

    • SD-CRB敲降显著抑制了CRC细胞的增殖和迁移。
    • 在小鼠异种移植模型中，SD-CRB敲降组合治疗（SD-CRB敲降与APD1）显著抑制了肿瘤生长。

  3. ZNPT与APD1联合治疗的疗效

    • ZNPT显著降低了CRC细胞中SDCBP的表达，抑制了细胞增殖并促进凋亡。
    • 在肝转移模型中，ZNPT与APD1联合治疗组显著降低了肿瘤转移情况。

  4. TME的免疫细胞变化

    • CyTOF分析显示ZNPT处理后M1型巨噬细胞比例上升，而M2型巨噬细胞比例下降。

  5. SDCBP对巨噬细胞极化的影响

    • 共培养实验中，SDCBP敲降促进了巨噬细胞从M2向M1的重新极化。

c) 研究结论

SDCBP通过调控TME中巨噬细胞的极化状态来促进CRC的进展和免疫耐药性。ZNPT作为SDCBP的有效抑制剂，能够通过减少M2巨噬细胞的浸润并增加M1巨噬细胞的比例，从而显著增强APD1治疗的疗效。

d) 研究亮点

  • 重要发现：SDCBP在CRC中的高表达与抗PD1疗效不佳相关。
  • 新颖方法：通过抑制SDCBP并重新极化巨噬细胞来增强免疫治疗疗效。
  • 广泛应用：ZNPT作为SDCBP抑制剂显示出在组合免疫疗法中的巨大潜力。

研究的意义和价值

这项研究揭示了SDCBP在CRC免疫疗法中的关键作用，为未来提高免疫治疗疗效提供了新思路。ZNPT通过抑制SDCBP并重新塑造TME中巨噬细胞的极化状态，表现出显著的治疗潜力，为CRC患者提供了一种新的治疗选择。