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临床试验
.2017年9月19日;8(1):607.
doi:10.1038/s41467-017-00452-4。

肿瘤相关B细胞诱导肿瘤异质性和治疗耐药性

附属公司
临床试验

肿瘤相关B细胞诱导肿瘤异质性和治疗耐药性

拉贾塞哈兰·索马桑达拉姆等。 国家公社. .

摘要

在黑色素瘤中,使用致癌BRAF抑制剂进行治疗V600E型是非常有效的,但由于耐药肿瘤亚群的出现,反应往往是短暂的。我们在这里描述了通过肿瘤微环境获得耐药性的机制,该微环境由人类肿瘤相关B细胞介导。人类黑色素瘤细胞组成性地产生生长因子FGF-2,激活肿瘤浸润的B细胞产生生长因子IGF-1。由于异质性亚群的出现和FGFR-3的激活,B细胞衍生IGF-1对于黑色素瘤对BRAF和MEK抑制剂的耐药性至关重要。一致地,黑色素瘤对BRAF和/或MEK抑制剂的耐药性与肿瘤中CD20和IGF-1转录水平的增加以及肿瘤相关B细胞中IGF-1的表达有关。此外,一项针对耐药转移性黑色素瘤患者的试点试验的首次临床数据显示,抗CD20抗体通过去除B细胞而发挥抗肿瘤活性。我们的发现通过肿瘤相关B细胞建立了获得性治疗抵抗的机制,具有重要的临床意义。黑色素瘤患者经常出现对BRAFV600E抑制剂的耐药性。在这里,作者描述了肿瘤相关B细胞衍生IGF-1介导的获得性耐药的潜在机制。

PubMed免责声明

利益冲突声明

G.L.在葛兰素史克、BMS、诺华、基因泰克、安进、默克、皮埃尔·法布尔、Array和罗氏担任咨询或顾问。K.F.为诺华、罗氏和Array提供咨询或顾问服务。J.W.是葛兰素史克(GSK)、罗氏/基因泰克(Roche/Genetech)、诺华(Novartis)和百时美施贵宝(BMS)的顾问委员会成员。皇家科学院获得了罗氏颁发的酬金。其余的作者声明没有相互竞争的经济利益。

数字

图1
图1
CD20的患病率+转移性黑色素瘤组织中的B细胞和TAB细胞中IGF-1表达增加。,b条CD20的存在+B细胞。CD20的代表性免疫染色(TMA,来自48名患者的79个核心)(红色)和三种黑色素瘤标记物组合(CSPG/β3整合素/HMB45(绿色))加DAPI核染色(蓝色). 左侧和中间面板:CD20主要分布的样品+,三重黑色素瘤标记-五肿瘤基质中的B细胞(红色;左侧面板:同型控制)。右侧面板:单CD20浸润特写+B细胞(红色)在黑色素瘤细胞中(绿色).比例尺:50微米。最右侧2个面板:CD20+B细胞为DAPI+和三重黑色素瘤标记-ve(虚拟).比例尺:10-20微米。b条组织FAXS分析,FITC-标记的CSPG/β3整合素/HMB45+和德克萨斯红(TXR)标记的CD20+细胞的MFI以散点图显示。根据同型控制染色设置截止值(左侧面板). CD20+B细胞作为CD20+三重黑色素瘤标志物门控-ve(虚拟)单元格(右侧面板,红色框架).c(c)IGF-1染色的其他转移瘤(6例患者活检)的代表性免疫染色(红色)在CD20中+(灰白色)CSPG公司-ve(虚拟)(绿色)B细胞。比例尺:10微米。d日,e(电子)来自黑色素瘤组织的永生B细胞(48小时,仅培养B细胞)(n个 = 5; TAB细胞;红色条)与来自外周血的永生化B细胞相比,IGF-1的mRNA/蛋白表达增加(n个 = 三;NB细胞;蓝色条)并汇总健康志愿者的PBL总数(黑色条).d日mRNA转录物由qPCR测定,其水平表示为与GAPDH标准化的RQ值,并与健康志愿者的正常B细胞相对。酒吧表示重复样本的平均值+SE。结果代表了每个样本的三个独立实验。e(电子)B细胞上清液(48 h,仅B细胞培养)用于IGF-1的蛋白表达(ELISA)。酒吧表示重复样本的平均值+SE。(f),TCGA-SKCM患者数据集分析(n个 = 473).(f)158例恶性黑色素瘤患者的Kaplan–Meier生存曲线,肿瘤中淋巴细胞浸润程度高(高于中位数,见方法),这些患者分为IGF-1高表达和低表达(按中位数)。对数秩和检验显示IGF-1高表达患者的OS较差。 方框图显著地显示( < 0.0001,t吨-试验)肿瘤IGF-1高表达的黑色素瘤中B细胞(MS4A1,CD20)表达水平增加
图2
图2
黑色素瘤将正常B细胞转化为肿瘤相关表型,产生高生长因子,用于肿瘤间质-肿瘤细胞的相互作用。健康志愿者的NB细胞(NB细胞)与黑色素瘤细胞系WM3749(肿瘤条件;红色条)与来自同一健康志愿者的无条件NB细胞相比,生长因子和炎症细胞因子的表达增加,包括IGF-1(新鲜NB细胞见补充图4)、IL-1α/β和PDGF-A/-B(补充图3b)(蓝色条). 14天后收获B细胞(活力>90%),并通过qPCR进行分析,如图1d所示。结果代表了两个独立实验。b条e(电子)qPCR或免疫染色检测B细胞和黑色素瘤细胞中FGFR-3蛋白或mRNA表达上调和磷酸化。b条NB细胞与黑色素瘤细胞共培养48小时(红色条)与非条件B细胞相比,FGFR-1和FGFR-3的磷酸化增加(蓝色条)通过磷酸化RTK阵列分析确定。c(c)注意-(深蓝色条)和TAB单元格(深棕色条)与黑色素瘤细胞(WM3749)共培养48小时后,与非条件正常细胞相比,FGFR-3表达增加(蓝色条)或TAB单元格(红色条); qPCR如图1d所示。结果代表了两个独立的实验。d日通过激光扫描显微镜检测另外10例转移性黑色素瘤患者活检中TAB细胞中FGFR-3的表达。左边的6张大图像显示了CD20中FGFR3的表达+(灰白色)CSPG公司-ve(虚拟)(绿色)B细胞(白色箭头)以及黑色素瘤细胞(CSPG+;绿色). 右侧面板是CD20+的特写(灰白色)肿瘤基质的淋巴细胞簇直接与黑色素瘤细胞并列(通过CSPG染色可以在右上角看到黑色素瘤的一部分细胞;绿色). 用DAPI对细胞核进行复染(蓝色). 使用同种匹配抗体作为对照。显示了具有代表性的图像。比例尺:左25μm,右10μm。e(电子)通过免疫染色检测与黑色素瘤细胞(WM3749)共培养(48 h)后NB或TAB细胞中FGFR-3的表达。正常B细胞或TAB细胞与黑色素瘤细胞共培养后的细胞分裂素制备显示FGFR-3上调,这是通过用兔抗FGR-3抗体染色B细胞,然后用Alexa-Fluro 488结合抗兔抗体染色来确定的。比例尺:40微米。使用尼康荧光显微镜拍摄图像
图3
图3
TAB细胞调节黑色素瘤细胞表达FGFR-3及其配体FGF-2,用于肿瘤间质-肿瘤细胞的相互作用。WM3749与TAB细胞共培养(72小时)(红色条)与仅肿瘤相比,FGFR-3 mRNA表达增加(露天酒吧)或与NB细胞共培养(蓝色条).b条用抗FGFR-3抗体在western blot中检测与NB-或TAB细胞共培养(72–120 h)的黑色素瘤池中获得的裂解物(左侧面板),结果表示为β-actin归一化后的相对强度(右侧面板).c(c)与TAB细胞共同培养的黑色素瘤细胞(72小时)显示磷酸化-FGFR-3表达增加(右侧面板免疫荧光分析)与单独的黑色素瘤细胞进行比较(左侧面板)或与NB细胞共同培养的黑色素瘤细胞(中间面板),比例尺:40μm,尼康倒置显微镜拍摄的图像。d日黑色素瘤细胞与TAB细胞共培养(红色条)与单独的黑色素瘤细胞相比,FGF-2 mRNA表达增加(露天酒吧)或与NB细胞共同培养的黑色素瘤细胞(蓝色条).e(电子)451Lu和WM989用IGF-1(25 ng/ml/天,持续5天;红色条)与未经治疗的对照组相比,显示FGFR-3表达增加(蓝色条)流式细胞仪结果表示为对照抗体的净%表达。IGF-1处理的黑色素瘤细胞(红色条)与未经处理的细胞相比,FGFR-3的表达更高(蓝色条). Bar表示重复样本的平均值+SD。(f)用FGF-2处理NB细胞(10 ng/ml/天,持续4天;红色条)与未经处理的NB细胞相比,IGF-1 mRNA表达较高(蓝色条).451Lu和WM989与TAB细胞在抗IGF-1中和抗体(10μg/ml)存在下共同培养(72小时),显示肿瘤细胞中FGFR-3 mRNA表达降低(蓝色条)与控件相比(红色条).小时在存在抗FGF-2中和抗体(1μg/ml)的情况下,与451Lu和WM989共同培养(72小时)的TAB细胞显示B细胞中IGF-1 mRNA表达降低(蓝色条)与控件相比(红色条).中的实验,d日(f)小时使用qPCR进行。以数字表示,d日小时,条表示重复样本的平均值+SE,代表至少两个独立实验。黑色素瘤和B细胞之间的串扰总结:FGF-2由肿瘤细胞组成性表达,释放到微环境中与B细胞上的FGFR-3结合,活化的B细胞表达水平增加的促炎细胞因子。TAB细胞释放的IGF-1调节肿瘤细胞以增加其生长、异质性和治疗耐药性
图4
图4
黑色素瘤细胞上肿瘤干细胞标记物CD20、CD133和CD271(NGFR)的IGF-1依赖性诱导。与TAB细胞共同培养(第3天和第9天)的黑色素瘤细胞(WM3749)显示CD20的高表达(中间和右侧面板)与对照文化相比(左侧面板)根据FACS分析确定。黑色素瘤细胞与抗CD146(MCAM,PE结合)和抗CD20(FITC-conjugated)抗体共同染色,以区别于CD146阴性的B细胞;百分比表明这两种标记物在恶性细胞上共同表达。b条与TAB细胞共同培养的黑色素瘤细胞(WM3749)(第6天)显示CD20、CD133和CD271的高表达(左侧面板)与肿瘤细胞与NB细胞共培养时这些标记物的最低或低表达相比(右侧面板). 黑色素瘤细胞与TAB细胞共培养不能调节CD144(血管内皮钙粘蛋白标记物)的表达,而CD144通常由侵袭性黑色素瘤表达(数据未显示)。当在共培养中使用抗IGF-1中和抗体(10μg/ml)时,CD20、CD133和CD271的诱导被阻断(中间面板). 抗IL-1、抗PDGF或抗VEGF抗体对CD标记物的表达没有影响(数据未显示)。百分比表示CD20、CD133或CD271在CD146上的共表达+黑色素瘤细胞。结果代表了两个独立的实验。c(c)在重组IGF-1(25 ng/ml)存在下培养5天的黑色素瘤细胞(WM3749、WM989和451Lu)显示CD20或CD271的高表达(红色条)与未经处理的细胞相比(蓝色条)通过FACS分析确定。酒吧表示三份样品的平均值+SE
图5
图5
与TAB细胞或重组IGF-1共同培养的黑色素瘤细胞对信号抑制剂具有耐药性。与TAB细胞共同培养4-5天的黑色素瘤细胞(451Lu)对随后的BRAFi(PLX4720)和MEKi(PD0325901)治疗产生耐药性(红线)与在NB细胞存在下培养的肿瘤细胞相比(蓝色线条)或仅媒体控件(黑线). 将共培养的肿瘤细胞用药物处理三次,持续72 h,并使用AlamarBlue试验测定其生存能力。结果表示为黑色素瘤细胞的相对活力,并将药物反应与适当的对照进行比较。数据表示三份样品的平均值+SE,以及值(t吨-如图所示,用于药物剂量0.1至10 nM的BRAFi和0.01 nM至1 nM的MEKi。b条经重组IGF-1处理的黑色素瘤细胞对BRAFi和MEKi表现出耐药性。用重组IGF-1(25 ng/ml;红线)然后采集,并如上所述测定其对BRAFi和MEKi的剂量反应。将结果与未经处理的黑色素瘤细胞作为对照进行比较(蓝色线条).c(c),d日黑色素瘤细胞(451Lu(c(c))和WM989(d日))在抗IGF-1中和抗体存在下与TAB细胞共培养4天(蓝色线条)或媒体控制(黑线)与用对照抗体培养的培养物相比,对随后的BRAFi和MEKi治疗敏感(红线)
图6
图6
敲除黑色素瘤细胞中的FGFR-3可恢复对信号抑制剂的敏感性。,b条FGFR-3的击倒可以缓解对BRAFi和MEKi的敏感性。黑色素瘤细胞系(451Lu)对BRAFi和MEKi的剂量反应()和WM989(b条)用FGFR-3 shRNA稳定转导(蓝色线条)如图5所示进行测定,并与对照shRNA-转导进行比较(红线). 关于FGFR-3 shRNA克隆的验证,请参见补充图10
图7
图7
经BRAF和MEK抑制剂治疗后,肿瘤组织中IGF-1、FGFR-3及其配体FGF-2和CD20的表达增加。,b条黑色素瘤患者的肿瘤组织(n个 = 20) 激酶抑制剂治疗后(红色条)IGF-1、FGFR-3、CD20和FGF-2的转录水平增加b条与同一患者治疗前肿瘤组织比较(黑色条). mRNA转录物通过实时qPCR(如图1图例所示)测定,其水平表示为RQ值,与内源性对照(GAPDH)标准化,并与预处理cDNA样品相关。c(c)治疗时黑色素瘤患者cDNA样本中IGF-1、FGFR-3和CD20的转录水平相互关联(IGF-1和FGFR-3(Spearman’s第页 = 0.6936; = 0.0376); IGF-1和CD20(矛兵第页 = 0.5074; = 0.0020)).d日CD20的存在增加+在接受激酶抑制剂治疗的患者的肿瘤切片中,B细胞与IGF-1共染色。患者肿瘤切片的代表性免疫染色(左上面板)和正在接受治疗(左下面板)BRAFi/MEKi显示IGF-1共染色(红色)和CD20(深棕色). 右上角显示了共同染色的放大视图,右下角显示了确认IGF-1和CD20+B细胞共同定位的多光谱分析(黄色的).比例尺:100微米。e(电子)8/21进展性活检中FGFR-3的RNA表达增加(绿色框架)与预处理活检相比,获得BRAF抑制剂(达布雷尼)后治疗。使用GEO数据集(GSE50509)进行基因表达分析。(f)GEO数据集的基因表达分析(GSE8401,n个 = 52个转移性黑色素瘤样本):散点图显示CD20 RNA表达显著增高(两个探针;左侧两个面板; = 0.0185和 = 0.0125;t吨-试验)(另见补充图11)和IGF-1高表达趋势(两个探针;右侧两个面板)在耐药样本中。RNA-seq数据从EGA下载,注册号为EGAS00001000992(n个 = 38例黑色素瘤样本,27例患者)和来自多个探针组的数据汇总为散点图。CD20显著升高(MS4A1;左侧面板; = 0.0206)和IGF-1 RNA表达(右侧面板; = 0.0403;t吨-试验)在抗BRAFi的黑色素瘤中可见
图8
图8
CD20免疫靶向在转移性黑色素瘤患者中的临床活性。两名不同患者的PET-CT扫描获得了抗CD20抗体治疗前后的结果。,b条注意代谢活性转移部位完全消失(白色箭头);c(c),d日一个代谢活性转移部位几乎完全消失的混合反应(白色箭头在里面d日)同时,另一个人的体型和新陈代谢活动也在增加(红箭在里面d日).e(电子)代表性组合PAX5(核能;紫色)/CD20(膜;黄色的)抗CD20抗体治疗前后患者匹配黑色素瘤样本的免疫荧光染色(综述(顶行;比例尺:100μm)和相应的特写镜头(底部行;比例尺:10μm))。注意治疗后肿瘤中TAB细胞的耗竭。黑色素瘤细胞的CSPG染色(绿色)和核DAPI染色(蓝色).右侧面板:PAX5(核)/CD20(膜)双阳性免疫荧光TAB细胞

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引用人

工具书类

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