联合抗 PD-L1 和抗 VEGFR2 疗法:重编肿瘤微环境,为胶质母细胞瘤治疗带来新曙光

《Cell Death Discovery》:Combined anti-PD-L1 and anti-VEGFR2 therapy promotes the antitumor immune response in GBM by reprogramming tumor microenvironment

【字体: 时间:2025年04月04日 来源:Cell Death Discovery 6.1

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  胶质母细胞瘤(GBM)临床治疗效果差,免疫治疗对多数患者疗效不佳。研究人员开展联合抗 PD-L1 和抗 VEGFR2 疗法治疗 GBM 的研究。结果显示该联合疗法可调节肿瘤微环境(TME),抑制 GBM 细胞免疫逃逸,延长小鼠生存期,为 GBM 治疗提供新思路。

  胶质母细胞瘤(Glioblastoma multiforme,GBM)是成人中枢神经系统中最常见的原发性恶性肿瘤,就像隐藏在大脑深处的 “恶魔”,严重威胁着患者的生命健康。目前,GBM 的标准治疗方案是手术结合术后同步放化疗,但患者预后依旧很差,平均生存期仅有约 8 个月。近年来,免疫疗法虽逐渐应用于临床试验,其中针对程序性死亡受体 1(PD-1)和程序性死亡配体 1(PD-L1)的免疫检查点抑制剂(ICIs)可调节机体免疫反应来发挥抗肿瘤作用,然而,临床研究表明,PD-1/PD-L1 抑制剂免疫疗法对包括 GBM 在内的高级别胶质瘤患者的总生存期改善并不明显。这是因为 GBM 具有很强的免疫抑制特性,其肿瘤微环境(Tumor microenvironment,TME)中存在众多免疫抑制细胞和功能失调的效应 T 细胞,使得免疫细胞难以发挥作用,从而导致治疗失败。此外,GBM 的肿瘤血管新生异常,血管扭曲、渗漏,不仅影响组织的血液灌注,还阻碍了免疫细胞向肿瘤部位的浸润,进一步限制了免疫治疗的效果。
在这样的背景下,苏州大学附属第一医院的研究人员决心探索新的治疗方法,以攻克 GBM 这一难题。他们开展了联合抗 PD-L1 和抗 VEGFR2(血管内皮生长因子受体 2)疗法治疗 GBM 的研究,相关成果发表在《Cell Death Discovery》上。该研究意义重大,为 GBM 的临床治疗提供了新的理论依据和潜在的治疗策略。

研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。首先,通过生物信息学分析,对来自癌症基因组图谱(TCGA)和中国胶质瘤基因组图谱(CGGA)的数据集进行挖掘,评估相关基因的表达情况。接着,利用免疫组化、蛋白质免疫印迹(Western blotting)、实时定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)等技术,检测基因和蛋白的表达水平。同时,借助慢病毒转染技术构建相关细胞模型,使用流式细胞术分析细胞周期、凋亡以及 T 细胞的功能。此外,还建立了小鼠颅内移植瘤模型,进行体内实验验证。

研究结果如下:

  • PD-L1 和 VEGFR2 在高级别胶质瘤中的表达及与患者生存的关系:分析 TCGA 和 CGGA 数据库发现,PD-L1 和 VEGFR2 的 mRNA 水平在高级别胶质瘤中高于低级别胶质瘤。通过免疫组化检测正常和不同级别胶质瘤组织中 PD-L1 和 VEGFR2 的表达,结果显示它们在高级别胶质瘤中表达更高。Kaplan-Meier 分析表明,PD-L1 和 VEGFR2 表达低的患者生存期更长。
  • 抗 PD-L1 和抗 VEGFR2 疗法对 GBM 细胞的影响:敲低 VEGFR2 基因后,GBM 细胞出现细胞周期阻滞在 G2/M 期,但对细胞凋亡无影响。ELISA 检测发现,敲低 VEGFR2 后,白细胞介素 - 7(IL-7)和白细胞介素 - 12(IL-12)浓度显著增加。将激活的 CD8+ T 细胞与 GBM 细胞共培养,单独使用抗 PD-L1 或抗 VEGFR2 疗法可诱导 GBM 细胞凋亡,联合使用效果更明显,且联合疗法能促进免疫细胞对 GBM 细胞的毒性作用。
  • VEGFR2 对 PAK4 表达及肿瘤微环境相关基因的影响:RNA 测序结果显示,敲低 VEGFR2 后,921 个基因表达上调,1208 个基因表达下调。其中,PAK4(P21 激活激酶 4)表达显著下调,IL-7、IL-12 和细胞间黏附分子 - 1(ICAM-1)等 TME 相关基因表达上调。通过对 TCGA 和 CGGA 数据库分析、免疫组化及蛋白质免疫印迹检测,发现 PAK4 在高级别胶质瘤中高表达,且与 WHO 分级正相关,与 CD8+ T 细胞免疫评分呈负相关。
  • VEGFR2 调节 PAK4 表达的机制:qRT-PCR 分析表明,敲低 VEGFR2 可显著下调 PAK4 表达。蛋白质免疫印迹和免疫荧光染色显示,敲低 VEGFR2 后,VEGFR2、PAK4 和磷酸化 STAT3(p-STAT3)表达下降,而 STAT3 表达不变。生物信息学预测及染色质免疫沉淀 - 定量 PCR(ChIP-qPCR)实验证实,p-STAT3 与 PAK4 基因启动子区域结合,调节 PAK4 表达。共免疫沉淀(Co-IP)实验表明,VEGFR2 与 STAT3 直接结合。
  • PAK4 对 GBM 细胞抗肿瘤免疫反应的影响:敲低 GBM 细胞中的 PAK4,与激活的 CD8+ T 细胞共培养后,GBM 细胞凋亡增加。而过表达 PAK4 则可减少抗 VEGFR2 疗法诱导的 GBM 细胞凋亡,这表明 PAK4 水平影响免疫细胞对 GBM 细胞的毒性和 GBM 细胞的免疫逃逸。
  • 联合疗法对 CD8+ T 细胞功能及体内肿瘤生长的影响:体外实验中,联合抗 PD-L1 和抗 VEGFR2 疗法可促进 CD8+ T 细胞分泌干扰素 -γ(IFN-γ)、颗粒酶 B(GZMB)和穿孔素,降低 PD-1 表达,减少 T 细胞耗竭。体内实验中,建立小鼠颅内移植瘤模型,结果显示联合疗法显著抑制肿瘤生长,延长小鼠生存期。免疫组化和免疫荧光分析表明,联合疗法可改变 TME,增强颅内 CD8+ T 细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。

研究结论和讨论部分指出,该研究揭示了 VEGFR2 与 STAT3 结合并磷酸化,进而影响 PAK4 转录的分子机制。联合抗 PD-L1 和抗 VEGFR2 疗法可增加 CD8+ 细胞毒性 T 细胞浸润,在 GBM 模型中有效。然而,研究也存在局限性,如对 PAK4 调节 CD8+ T 细胞的具体机制还需深入研究,以及抗 VEGFR2 疗法对 GBM TME 中其他细胞的影响也有待探索。但总体而言,该研究为 GBM 的临床治疗提供了科学、客观的理论基础,为抗血管生成药物和免疫疗法在 GBM 治疗中的应用开辟了新方向,有望为 GBM 患者带来新的希望,推动 GBM 治疗领域的进一步发展。

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