CN112691192B - GOLM1在制备负性调控cell-in-cell结构的形成的药物中的应用 - Google Patents
GOLM1在制备负性调控cell-in-cell结构的形成的药物中的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及GOLM1在制备负性调控cell‑in‑cell结构的形成的药物中的应用,属于肝癌诊断和治疗药物技术领域。本发明研究得到GOLM1对异质性cell‑in‑cell(CIC)结构的形成具有负性调控作用,降低肝癌患者血清中GOLM1的水平可以促进CIC结构的形成,该结构形成在肿瘤患者中可以促进机体免疫杀伤作用效力增强,从而杀伤肿瘤细胞,使肿瘤患者获益,本发明提供的应用能够实现肝癌诊断和靶向药物治疗的制备。
Description
技术领域
本发明涉及肝癌诊断和治疗药物技术领域,具体涉及GOLM1在制备负性调控cell-in-cell结构的形成的药物中的应用。
背景技术
肝细胞癌(HCC)是世界第六大常见实体瘤及第3大癌症死亡原因。因而寻找敏感的早期标志物是实现肝癌三级预防的关键,也是目前研究的热点。GOLM1基因是位于第9号染色体上的一个完整的膜蛋白,具有Ⅱ型拓扑结构,其在正常组织中的分布存在组织和细胞特异性。GOLM1主要在正常胆管上皮细胞中表达,在正常肝细胞中基本不表达,当肝细胞癌发生时,GOLM1在血清中将出现高表达。由于GOLM1存在于肝癌患者的血清中且易于检测,目前被作为一种肝癌早期诊断指标应用于临床。GOLM1在正常上皮细胞系和肝癌组织中的表达意味着它可能在表皮细胞和肝癌的发生中起重要作用,但其功能以及在肝癌的发生、发展中的作用机制并不明确。
发明内容
本发明的目的在于提供GOLM1在制备负性调控cell-in-cell结构的形成的药物中的应用。本发明所述应用提供说明了GOLM1与cell-in-cell结构形成之间的关系,此应用能够为肝癌诊断和治疗的药物的制备提供参考。
本发明提供了GOLM1在制备负性调控cell-in-cell结构的形成的药物中的应用。
本发明还提供了促进cell-in-cell结构形成的试剂在制备增强肝癌患者机体免疫杀伤作用效率的药物中的应用。
本发明还提供了促进cell-in-cell结构形成的试剂在制备杀伤肝癌患者肿瘤细胞的药物中的应用。
本发明还提供了检测Cell-in-cell结构形成的试剂在制备肝癌诊断用试剂盒中的应用。
本发明还提供了检测Cell-in-cell结构形成的试剂在制备肝癌预后判断用试剂盒中的应用。
本发明还提供了一种免疫细胞杀伤肝癌肿瘤细胞模型的构建方法,包括以下步骤:通过促进cell-in-cell结构的形成实现免疫细胞杀伤肝癌肿瘤细胞模型的获得。
优选的是,所述促进cell-in-cell结构的形成通过降低GOLM1的水平实现。
本发明提供了GOLM1在制备负性调控cell-in-cell结构的形成的药物中的应用。GOLM1对cell-in-cell(CIC)结构的形成具有负性调控作用,降低肝癌患者血清中GOLM1的水平可以促进CIC结构的形成,该结构形成在肿瘤患者中可以促进机体免疫杀伤作用效力增强,从而杀伤肿瘤细胞,使肿瘤患者获益。试验结果表明,在异型cell-in-cell(heCIC)形成实验中,本发明发现GOLM1对肝癌细胞内化免疫细胞形成heCICs起到抑制作用。本发明通过过表达和敲低/敲除细胞中GOLM1,研究GOLM1对肝癌免疫杀伤中的调节作用。GOLM1在调控CIC形成的免疫杀伤功能,分别通过自然杀伤和PBMC实验,利用乳酸脱氢酶(LDH)释放法、实时无标记细胞分析技术(RTCA)和流式细胞等方法进行杀伤效率、作用时间及效靶比等数据分析;进而通过timelapse观察过表达和敲低/敲除GOLM1的肝癌细胞与免疫细胞共培养后,肝癌细胞内化免疫细胞的过程以及各细胞的命运;进一步检测介导GOLM1功能的关键信号通路及上下游分子对免疫杀伤肿瘤细胞,抑制肝癌转移的影响。结果表明,GOLM1表达影响异质性cell-in-cell的形成,GOLM1对异质性cell-in-cell形成具有负向调控作用;GOLM1通过调节E-cadherin来影响异质性cell-in-cell形成;降低GOLM1可以增强NK细胞对肿瘤细胞的杀伤效率,异质性cell-in-cell的形成能促进免疫细胞杀伤肿瘤细胞。
高表达GOLM1的肿瘤患者总体生存期及无进展生存期降低,预后不良,本发明对Cell-in-cell(CIC)结构亚型进行系统分析,并获取相应的计数值后续能够协助人类肿瘤的预后分析和疾病预测。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的低表达GOLM1和高表达GOLM1的肝癌细胞形成cell-in-cell结构的能力;
图2为本发明实施例2提供的GOLM1low细胞促进杀伤作用结果图;
图3为本发明实施例2提供的活细胞观察NK细胞进入肝癌细胞并杀伤肿瘤细胞结果图;
图4为本发明实施例3提供的GOLM1low细胞形成cell-in-cell结构的过程。
具体实施方式
本发明提供了GOLM1在制备负性调控cell-in-cell结构的形成的药物中的应用。本发明对cell-in-cell结构的观察方法没有特殊限定,通过常规多色染色法对组织芯片或相关肿瘤组织石蜡切片进行染色和使用常规的Vectra自动成像系统进行观察即可。本发明优选使用InForm自动图像分析软件(Perkin Elmer)用于基于指定算法的多光谱图像的批量分析,对CIC结构进行鉴定和分型。在本发明中,所述CIC结构优选为异质性CIC,即肿瘤细胞内化免疫细胞。在细胞实验中发现降低GOLM1促进异质性CIC结构(肿瘤内化免疫细胞)存在,从而促进了免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。降低GOLM1水平患者预后良好。
本发明还提供了促进cell-in-cell结构形成的试剂在制备增强肝癌患者机体免疫杀伤作用效率的药物中的应用。
本发明还提供了促进cell-in-cell结构形成的试剂在制备杀伤肝癌患者肿瘤细胞的药物中的应用。
在本发明中,GOLM1对cell-in-cell(CIC)结构的形成具有负性调控作用,降低肝癌患者血清中GOLM1的水平可以促进CIC结构的形成,该结构形成在肿瘤患者中可以促进机体免疫杀伤作用效力增强,从而杀伤肿瘤细胞,使肿瘤患者获益。
本发明还提供了检测Cell-in-cell结构形成的试剂在制备肝癌诊断用试剂盒中的应用。本发明首次研究了GOLM1对E-cadherin的负向调节作用,该调节不发生在转录水平上,而是与溶酶体通路相关,GOLM1通过促进E-cadherin的降解从而影响异质性cell-in-cell的形成。GOLM1主要定位于细胞核周高尔基体处,其属于分泌性糖蛋白会不断分泌到细胞外基质,降低GOLM1促进CIC结构形成,肝癌组织中肿瘤内化免疫细胞CIC结构存在提示GOLM1水平下降,抑制肝癌转移。同时通过监测GOLM1血清水平,可以评价治疗效果。
本发明还提供了检测Cell-in-cell结构形成的试剂在制备肝癌预后判断用试剂盒中的应用。在本发明中,当所述试剂盒检测到MiT结构,则代表代表恶性程度高、预后差。具体地,本发明对GOLM1在肝癌患者中表达的生存期进行了分析。随访期为120个月,患者n=364,纳入标准包含了:AJCC、病理、阶段、年龄、血管侵犯、患者、性别、种族、索拉非尼治疗、风险因素、酒精消耗、肝炎病毒这几项。Kaplan-Meier生存曲线显示,GOLM1高表达的肝癌患者其生存期较短,且存在显著差异p=0.017。进一步设定肝炎病毒为乙型肝炎病毒,患者n=150,Kaplan-Meier生存分析,结果尽管p>0.05,但GOLM1高表达组其生存期较短,这可能跟纳入的患者数较少有关,可以增大样本量进一步分析。
本发明还提供了一种免疫细胞杀伤肝癌肿瘤细胞模型的构建方法,包括以下步骤:通过促进cell-in-cell结构的形成实现免疫细胞杀伤肝癌肿瘤细胞模型的获得。在本发明中,所述促进cell-in-cell结构的形成优选通过降低GOLM1的水平实现。通过降低GOLM1的水平,促进CIC的形成,从而进行免疫杀伤实验发现,NK细胞对肿瘤细胞的杀伤效率提高。
下面结合具体实施例对本发明所述的GOLM1在制备负性调控cell-in-cell结构的形成的药物中的应用做进一步详细的介绍,本发明的技术方案包括但不限于以下实施例。
实施例1
肝癌组织芯片或相关肿瘤组织Cell-in-cell结构亚型分型,及肝癌组织芯片或相关肿瘤组织Cell-in-cell结构亚型与肿瘤患者预后进行分析,并对GOLM1等相关生物学标记分子进行相关性分析,进行诊断价值评价。
一、通过多色染色法对组织芯片或相关肿瘤组织石蜡切片进行染色,前期对石蜡切片进行处理。
1.标本固定:福尔马林浸泡>24h。
2.脱水。
3.蜡块包埋。
4.切片。
5.玻片处理。
①60℃烤箱烤片:过夜。
②二甲苯脱蜡,梯度酒精水化:二甲苯Ⅰ30min→二甲苯Ⅱ30min→100%酒精Ⅰ5min→100%酒精Ⅱ5min→95%酒精5min→90%酒精5min→80%酒精5min→70%酒精5min→取出。
6.双蒸水漂洗3次,5min/次。
7.抗原修复:①配制抗原修复液:EDTA(乙二胺四乙酸)抗原修复液(50×)[用双蒸水稀释至1×]、枸橼酸钠抗原修复液(粉末配制);②微波炉加热:高火16min。
8.PBS缓冲液漂洗3次。
将进行抗原修复过的玻片冷却至室温(至少1h),PBS缓冲液浸泡,置于摇床,70r/min,5min;换液,再放置于摇床,70r/min,5min;再换液,放置于摇床,70r/min,5min。
9.3%过氧化氢溶液阻断10min(30%过氧化氢溶液双蒸水稀释10倍,阻断内源性过氧化物酶)。
10.PBS缓冲液漂洗3次:将玻片放入PBS缓冲液中浸泡,置于摇床,70r/min,5min;换液,置于摇床,70r/min,5min;再换液,置于摇床,70r/min,5min。
11.Opal Multiplex组织染色试剂盒(Perkin Elmer,NEL791001KT)以1:400稀释膜抗体E-cadherin(标记上皮细胞膜),CD45标记淋巴细胞,CD68标记巨噬细胞;操作参照Opal Multiplex组织染色试剂盒说明书孵一抗4℃冰箱孵育过夜。
12.PBS缓冲液漂洗3次。
轻轻甩掉玻片上的一抗,插入载玻片染色架,放入修复盒→玻片用PBS缓冲液浸泡,置于摇床,70r/min,10min→换液,置于摇床,70r/min,5min→换液,置于摇床,70r/min,5min。
13.烤片。
14.树胶封片
一树胶配制:中性树胶(1ml枪蘸取)+二甲苯(中性树胶:二甲苯≈3:2)载玻片用DAPI复染以显示细胞核并用Antifade试剂(Invitrogen,Carlsbad,CA)和盖玻片固定。
二染色后的组织片用Vectra自动成像系统(PerkinElmer)的TMA模块通过20×物镜拍摄多光谱图像(DAPI,FITC,TRITC和Cy5)和unmix多光谱图像,具有高对比度和准确度。
三InForm自动图像分析软件(PerkinElmer)用于基于指定算法的多光谱图像的批量分析,对CIC结构进行鉴定和分型。
1对CIC结构进行评分和量化。将一个或多个细胞完全封闭在另一个细胞内,并外部细胞具有新月核的细胞结构定为CIC;
2通过E-cadherin染色标记细胞膜和CD68标记细胞体显示细胞边界。
3计算标准为:外部细胞将内部细胞完全封闭的那些结构。
四组织中鉴定CIC结构分类,以CIC结构形成的内部细胞和外部细胞表达CD45和CD68进行分类,前面的是内部细胞,后面是外部细胞可以包括亚型分别为:1)TiT(CD45-/CD68-),表示在肿瘤细胞之间形成的同型CIC(hoCIC);2)LiT(CD45+/CD68-),表示肿瘤细胞内化白细胞;3)TiM(CD45-/CD68+),表示巨噬细胞内化肿瘤细胞;4)LiM(CD45+/CD68+),表示巨噬细胞内化白细胞。5)TiL(CD68-/CD45+)表示淋巴细胞内化肿瘤细胞,一般不存在6)MiT(CD68+/CD45-)肿瘤细胞内化巨噬细胞,实验显示存在该MiT结构的肿瘤患者预后差,MiT可作为一种新型病理靶标用于不同肝癌肿瘤患者病理检查,区别于传统病理和分子病理的一种新的病理诊断:功能病理。
通过前期对筛选出的PLC单克隆细胞株进行细胞形态、细胞cell-in-cell形成率、形成heCIC结构后细胞特征及芯片结果分析,本发明选择PLC-GOLM1low细胞(H-CIC)和PLC-GOLM1high细胞(L-CIC)分别与CCRF细胞共培养,检测heCIC形成率分别为13.5%和4.0%,p=0.004存在显著差异,PLC-GOLM1low内化CCRF的能力明显高于PLC-GOLM1high(如图1所示,图1为低表达GOLM1和高表达GOLM1的肝癌细胞形成cell-in-cell结构的能力,其中,图1中的A为多光谱荧光成像,图1中的B为heCIC形成率结果)。结果表明,GOLM1抑制cell-in-cell结构形成。
实施例2
GOLM1介导肝癌肿瘤免疫杀伤
调节肝癌患者血清中GOLM1表达水平可以促进CIC结构形成从而介导免疫杀伤作用
前期研究显示在肝癌细胞PLC/PRF/5中GOLM1表达量与肝癌细胞内化免疫细胞的能力呈负相关,同时与免疫细胞(如NK92/MI)杀伤肿瘤细胞的能力呈负相关,提示具备特定遗传背景的肿瘤细胞可以通过形成CIC结构来实现免疫杀伤,并且可能通过这一机制限制肿瘤细胞的转移,靶向该机制将有助于发展新的肿瘤免疫治疗为肿瘤蛋白稳态研究提供新观点。
为探讨GOLM1影响异质性cell-in-cell结构形成其在免疫杀伤中的作用,首先对GOLM1对肿瘤细胞的生长增殖等进行检测;随后将敲低过表达的GOLM1的细胞系通过LDH、RTCA及活细胞工作站等方法,评估NK细胞对肿瘤细胞的杀伤效率。
1、乳酸脱氢酶(LDH)释放法检测NK细胞杀伤活性实验
将效应细胞NK92/MI细胞加入96孔板中,设置效应细胞自发LDH释放对照孔和实验孔;
依次将靶细胞PLC细胞分别加入到a实验孔;b自发LDH释放对照孔;c最大LDH释放对照孔,分别3个复孔;
将细胞培养基和裂解液(10×)加入体积校正对照孔;
PLC培养基为无血清RPMI1640,设置培养基背景对照孔;
实验分组即:a.实验组(NK92/MI:PLC效应细胞:靶细胞1:1如10000:10000/孔);b.自发LDH释放对照孔;c.最大释放孔(PLC+裂解液);d.NK效应细胞自发释放组;e.空白对照组(1640无血清培养基);
37℃培养箱共孵育8h;
需预先45min向靶细胞最大LDH释放组中加入裂解液(10×);
8h后吸取不同实验分组中的液体于离心管中,250×g,离心4min;
吸取上清50μL加入新的96孔板中,每组设置3复孔;
加入配好的底物50μL/孔至相应的样品孔中,盖好孔板,RT避光孵育30min,再加入50μL终止液;
将反应板置于酶标仪中,设置OD=490nm扫描吸光值,进行分析;
实验结果的计算
%细胞毒性=(实验细胞-效应细胞自发释放-靶细胞自发释放)×100/靶细胞最大释放-靶细胞自发释放
降低GOLM1水平可以促进异质性CIC结构形成,从而增强NK细胞杀伤效率。
GOLM1low细胞促进杀伤作用结果如图2所示,通过LDH实验本发明发现GOLM1 low的杀伤效率较高。
2、RTCA(实时无标记细胞分析技术)
1)采用无标记方法,细胞在最接近生理状态下进行检测,结果准确度高;
2)先对仪器进行定标,校正值;
3)准备E-Plate检测板;
4)设置空白对照孔,向板中加入培养基并测定背景阻抗值;
5)提前准备PLC肿瘤细胞和免疫细胞NK92/MI,保证细胞状态良好;
6)收集对数期的细胞,进行计数,制备细胞悬液;
7)超净台内向E-Plate检测板中加入靶细胞5000/孔100μL,RT静置30min;
8)将检测台紫外消毒后放入培养箱,并进行预热;
9)E-Plate放入检测台,设定参数,启动仪器进行实时动态的细胞增殖检测;
10)24h后向每种培养孔中加入状态良好的NK92/MI,杀伤比例效靶比1:1;
11)记录72h动态实验信息,软件自动生成IC50值并绘制曲线,RT-CES实时监测NK92/MI介导的细胞毒性,结果表明,当GOLM1升高时NK细胞诱导杀伤肿瘤细胞的能力降低,与之前的LDH实验的趋势相一致(p<0.05)。
3、活细胞工作站追踪PLC细胞与免疫细胞CCRF相互作用:
1)将H2B-eGFP细胞15×104铺在活细胞实时检测专用的1.5cm玻璃小皿中;
2)去培养基,PBS清洗2遍;
3)淋巴细胞离心后重悬计数,效靶比1:1的比例加入玻璃小皿中,培养基体积约为2mL;
4)H2B-eGFP和NK效靶细胞分别为绿色和红色荧光通道;
5)将玻璃小皿放入活细胞工作站,打开CO2升至5%,温度设置37℃,并在培养皿放置槽中加入纯水保证湿度,设置每15min一桢,动态拍摄24h。
活细胞观察NK细胞进入肝癌细胞并杀伤肿瘤细胞结果如图3(图3为活细胞工作站拍摄,本发明通过活细胞工作站,动态观察NK细胞进入肿瘤细胞形成heCIC结构后的杀伤作用,是否因为形成heCIC后增强了NK细胞杀伤肿瘤细胞的能力;通过活细胞工作站动态拍摄实时记录24h中NK细胞与PLC细胞间的相互作用;对结果进行统计分析,图3中的A显示NK细胞对PLC-GOLM1high的杀伤效率是21%,图3中的B显示NK细胞对PLC-GOLM1low的杀伤效率是48%,存在显著的差异。同时本发明观察到相较于周围肿瘤细胞,在NK细胞进入肿瘤细胞后发挥了更快的杀伤作用(p<0.05,图3中的C),时间从0min开始到结束时间,通过活细胞工作站观察统计:低表达GOLM1细胞杀伤效率高。
通过将低形成CIC的肿瘤细胞和高形成CIC的肿瘤细胞与杀伤细胞NK共培养发现高形成CIC的细胞杀伤效率高。GOLM1在肝癌患者中高表达,降低GOLM1的表达可以促进CIC结构形成,从而促进了NK免疫细胞对肝癌肿瘤细胞的杀伤作用,从而使患者受益。
实施例3
Nikon软件分析细胞特性
将NiKon活细胞宽场荧光活细胞工作站开启;
打开“NIS-Elements AR”软件;
将实验玻片倒置于显微镜载物台上,点击“20×DIC eye”,调整至镜下模式,调焦距,找寻视野;
选定视野后,点击20×DIC及显微镜“focus”按钮,调整屏幕显示焦距,在λ中选择荧光通道依次“FITC”、“mCherry”、“DAPI”、CY-5,“20×DIC”,点击“on”,“autoscale”;
选定玻片最左上角位置为起点,然后按照“Z”字顺序扫描,“XY”显示勾选的视野位置及焦距,同时命名;
待选定所有视野后,进行微调,并调整荧光强度,点击“run”启动拍摄。
拍摄完成后,保存扫描图像;
打开扫描的图像,用NIS-Elements analysis软件分析;
选择一个荧光通道“mCherry”,通过LUTs调整荧光强度,工具栏中点击“Binary”然后选择里面的“Define threshold”,或“shift+F”快捷键,点击不同荧光强度的细胞3~4个,右键选中进行修饰,点击“OK”确定;
软件自动识别选定区域,点击工具栏中“Measure”,下拉菜单中选择“PerformMeasure”中“Current frame”点击“OK”,界面显示选中的区域;
右击“Analysis Controls”然后选择“Automated Measurement Results”,“Object data”显示计数结果
分析每一帧中的CIC结构以及亚型。
前期细胞试验已验证在肝癌细胞株中GOLM1low和GOLM1high的肝癌细胞,通过敲低和过表达GOLM1可以影响heCIC的形成,GOLM1对CIC的形成是负向调控作用。通过活细胞工作站进一步动态观察GOLM1low(肝肿瘤细胞)与CCRF(免疫细胞)形成heCIC的过程。通过0~300min的活细胞影像可以看到,显示免疫细胞(绿色荧光)向肝癌细胞(红色荧光)靠近,并黏附于细胞表面,在120min中时可以看到显示免疫细胞完全进入肝癌细胞内,形成了一个CIC结构,明场下显示是一个完整的细胞结构,可见,降低GOLM1表达,能促进CIC形成。如图4(GOLM1low细胞形成cell-in-cell结构的过程,显示了从0min到300min的动态观察过程)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.GOLM1在制备负性调控cell-in-cell结构的形成的药物中的应用。
2.一种免疫细胞杀伤肝癌肿瘤细胞模型的构建方法,包括以下步骤:通过促进cell-in-cell结构的形成实现免疫细胞杀伤肝癌肿瘤细胞模型的获得;所述促进cell-in-cell结构的形成通过降低GOLM1的水平实现。
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GR01 | Patent grant | ||
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