TPX2沉默通过调节Wnt/β-catenin信号通路对非小细胞肺癌A549细胞免疫逃逸的抑制作用

颜妃大 ,  陈鸣娣 ,  梁智伟

吉林大学学报(医学版) ›› 2026, Vol. 52 ›› Issue (04) : 1011 -1021.

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吉林大学学报(医学版) ›› 2026, Vol. 52 ›› Issue (04) : 1011 -1021. DOI: 10.13481/j.1671-587X.20260413
基础研究

TPX2沉默通过调节Wnt/β-catenin信号通路对非小细胞肺癌A549细胞免疫逃逸的抑制作用

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Inhibitory effect of TPX2 silencing on immune escape in non-small cell lung cancer A549 cells by regulating Wnt/β-catenin signaling pathway

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摘要

目的 探讨非洲爪蟾驱动蛋白样蛋白2靶向蛋白(TPX2)对非小细胞肺癌A549细胞免疫逃逸的影响,并阐明其作用机制。 方法 采用脂质体转染法将TPX2小干扰RNA干扰质粒(si-TPX2)及其阴性对照质粒(si-NC)转染至A549细胞中,分为空白对照组、si-TPX2组和si-NC组。收集A549细胞条件培养基(CM)处理CD8+ T淋巴细胞,分为CD8+ T组、CD8+ T+CM/blank组、CD8+ T+CM/si-NC组和CD8+ T+CM/si-TPX2组。采用②无翅型MMTV整合位点家族蛋白(Wnt)/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路激活剂CHIR-99021预处理转染后的A549细胞,分为si-NC组、si-TPX2组、si-NC+CHIR-99021组和si-TPX2+CHIR-99021组。采用Transwell小室建立A549细胞与CD8+ T淋巴细胞共培养体系,分为A549组、A549si-NC组、A549si-TPX2组、A549/T组、A549si-NC/T组、A549si-TPX2/T组、A549si-NC+CHIR-99021/T组和A549si-TPX2+CHIR-99021/T组。细胞计数试剂盒8(CCK-8)法检测各组细胞存活率,流式细胞术检测各组细胞中人白细胞抗原DR(HLA-DR)、程序性死亡配体1(PD-L1)水平及细胞凋亡率,酶联免疫吸附试验(ELISA)检测各组细胞上清液中干扰素γ(IFN-γ)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素2(IL)-2、转化生长因子β(TGF-β)和IL-10水平,乳酸脱氢酶(LDH)释放法检测CD8+ T淋巴细胞对各组A549细胞的杀伤作用,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测各组细胞中TPX2 mRNA表达水平;Western blotting法检测各组细胞中β-catenin蛋白表达水平。 结果 与CD8+ T+CM/blank组比较,CD8+ T+CM/si-TPX2组CD8+ T淋巴细胞存活率、细胞表面分子HLA-DR水平及细胞上清液中IFN-γ、TNF-α和IL-2水平均明显升高(P<0.05)。与A549si-TPX2组比较,A549si-TPX2/T组细胞存活率明显降低(P<0.05)。与A549/T组比较,A549si-TPX2/T组A549细胞存活率明显降低(P<0.05),A549细胞凋亡率和细胞死亡率均明显升高(P<0.05)。与空白组比较,si-TPX2组A549细胞中β-catenin总蛋白和核蛋白表达水平、细胞表面分子PD-L1水平及细胞上清液中TGF-β和IL-10水平均明显降低(P<0.05)。与si-TPX2组比较,si-TPX2+CHIR-99021组A549细胞表面分子PD-L1水平及细胞上清液中TGF-β和IL-10水平均明显升高(P<0.05)。与A549si-TPX2/T组比较,A549si-TPX2+CHIR-99021/T组A549细胞存活率明显升高(P<0.05),细胞凋亡率和细胞死亡率均明显降低(P<0.05)。 结论 TPX2基因沉默可抑制非小细胞肺癌A549细胞免疫逃逸,其机制与阻断Wnt/β-catenin信号通路活化有关。

Abstract

Objective To investigate the effect of targeting protein for targeting protein for xenopus kinesin-like protein 2 (TPX2) on immune escape in the non-small cell lung cancer A549 cells, and to clarify its mechanism. Methods The TPX2 small interfering RNA plasmid (si-TPX2) and its negative control plasmid (si-NC) were transfected into the A549 cells using the liposome transfection method; the cells were divided into blank control group, si-TPX2 group, and si-NC group. The conditioned medium (CM) from A549 cells was collected and used to treat the CD8+ T lymphocytes; the cells were divided into CD8+ T group, CD8+ T+CM/blank group, CD8+ T+CM/si-NC group, and CD8+ T+CM/si-TPX2 group. The transfected A549 cells were pretreated with the wingless-type MMTV integration site family(Wnt)/β-catenin signaling pathway activator CHIR-99021; the cells were divided into si-NC group, si-TPX2 group, si-NC+CHIR-99021 group, and si-TPX2+CHIR-99021 group. A co-culture system of A549 cells and CD8+ T lymphocytes was established using Transwell chambers; the cells were divided into A549 group, A549si-NC group, A549si-TPX2 group, A549/T group, A549si-NC/T group, A549si-TPX2/T group, A549si-NC+CHIR-99021/T group, and A549si-TPX2+CHIR-99021/T group. Cell counting kit-8(CCK-8) method was used to detect the survival rates of the cells in various groups; flow cytometry was used to detect the levels of human leukocyte antigen DR (HLA-DR), and programmed death-ligand 1 (PD-L1) and apoptotic rate in the cells in various groups; enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA) method was used to detect the levels of interferon-γ (IFN-γ), tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-2 (IL-2), transforming growth factor-β (TGF-β), and IL-10 in supernatant of the cells in various groups; lactate dehydrogenase (LDH) release assay was used to detect the killing effect of CD8+ T lymphocytes on A549 cells; real-time fluorescence quantitative PCR(PT-qPCR) method was used to detect the expression levels of TPX2 mRNA in the cells in various groups; Western blotting method was used to detect the expression level of β-catenin protein in the cells in various groups. Results Compared with CD8+ T+CM/blank group, the survival rate of CD8+ T cells, the level of HLA-DR on cell surface, and the levels of IFN-γ, TNF-α, and IL-2 in the supernatant in CD8+ T+CM/si-TPX2 group were significantly increased (P<0.05). Compared with A549si-TPX2 group, the survival rate of A549 cells in A549si-TPX2/T group was significantly decreased (P<0.05). Compared with A549/T group, the survival rate of A549 cells in A549si-TPX2/T group was further decreased (P<0.05), while the apoptotic rate and mortality rate of A549 cells were significantly increased (P<0.05). Compared with blank group, the expression levels of total and nuclear β-catenin protein, the level of PD-L1 on cell surface, and the levels of TGF-β and IL-10 in the supernatant of A549 cells in si-TPX2 group were significantly decreased (P<0.05). Compared with si-TPX2 group, the level of PD-L1 on A549 cell surface and the levels of TGF-β and IL-10 in the supernatant in si-TPX2+CHIR-99021 group were significantly increased (P<0.05). Compared with A549si-TPX2/T group, the survival rate of A549 cells in A549si-TPX2+CHIR-99021/T group was significantly increased (P<0.05), while the apoptotic rate and mortality rate of A549 cells on A549 cells were significantly decreased (P<0.05). Conclusion TPX2 gene silencing inhibits immune escape in non-small cell lung cancer A549 cells, and its mechanism is related to blocking the activation of the Wnt/β-catenin signaling pathway.

Graphical abstract

关键词

肺肿瘤 / 癌,非小细胞肺 / 免疫逃逸 / Xklp2靶向蛋白 / Wnt/β-catenin信号通路 / 杀伤作用

Key words

Lung neoplasms / Carcinoma, non-small-cell lung / Immune escape / Targeting protein for Xklp2 / Wnt/β-catenin signaling pathway / Killing effect

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颜妃大,陈鸣娣,梁智伟. TPX2沉默通过调节Wnt/β-catenin信号通路对非小细胞肺癌A549细胞免疫逃逸的抑制作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2026, 52(04): 1011-1021 DOI:10.13481/j.1671-587X.20260413

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肺癌的发病率和疾病负担高居所有恶性肿瘤之首,其中以非小细胞肺癌 (non-small cell lung cancer,NSCLC)为主。尽管免疫治疗显著改善了部分NSCLC患者的预后,但仍面临耐药性和免疫逃逸等重大挑战,导致患者应答率低,5年生存率低于20%[1],亟需开发更有效的治疗策略。程序性死亡受体1(programmed death receptor 1,PD-1)及其配体程序性死亡配体1(programmed death-ligand 1,PD-L1)是抑制性免疫检查点分子,在肿瘤微环境中PD-L1表达上调可抑制T淋巴细胞活性,促进免疫逃逸[2]。PD-1/PD-L1轴检查点阻断的免疫疗法可激活CD8+ T淋巴细胞免疫杀伤功能[3],其在肿瘤内浸润程度与肺腺癌患者良好预后相关[4-5]。但CD8+ T淋巴细胞耗竭可引起PD-1等抑制性受体高表达及细胞毒性因子分泌能力降低,从而介导肿瘤细胞免疫逃逸[6]和NSCLC患者的抗PD-1治疗耐药[7]。
近年研究[8]显示:无翅型MMTV整合位点家族蛋白(wingless-type MMTV integration site family,Wnt)/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路在调控肿瘤免疫微环境中发挥重要作用,其异常激活可介导NSCLC免疫逃逸和免疫治疗耐药。DU等[9]研究显示:敲低β-catenin可通过下调胶质母细胞瘤细胞中PD-L1表达,进而促进CD8+ T淋巴细胞的活化与肿瘤浸润,从而抑制肿瘤生长。因此,靶向调控Wnt/β-catenin信号通路可能为逆转NSCLC免疫抑制提供新策略。Xklp2靶向蛋白(targeting protein for Xklp2,TPX2)作为一种微管相关蛋白,在NSCLC、胰腺癌、肝癌和乳腺癌等恶性肿瘤中高表达,与肿瘤增殖、侵袭及不良预后密切相关[10-11]。研究[11]显示:TPX2通过激活下游Wnt/β-catenin信号通路促进NSCLC转移和化疗耐药,且其表达与PD-L1呈正相关关系[12]。因此,靶向TPX2疗法可能会改善肿瘤免疫抑制,但其是否通过调控Wnt/β-catenin通路影响NSCLC免疫逃逸尚不明确。本研究以人NSCLC A549细胞为研究对象,探讨TPX2基因沉默对A549细胞免疫逃逸的影响,并进一步研究其作用机制是否与调控Wnt/β-catenin信号通路有关,旨在为克服NSCLC免疫治疗耐受提供潜在干预靶点。

1 材料与方法

1.1 细胞、主要试剂和仪器

人NSCLC A549细胞购自美国ATCC公司,人外周血CD8+ T淋巴细胞购自上海富衡生物科技有限公司。小干扰TPX2 RNA (small intervention RNA-TPX2, si-TPX2) 干扰质粒及其阴性对照质粒(si-NC)由南京金斯瑞生物科技有限公司合成。杜尔贝科改良伊格尔培养基(Dulbecco’s modified Eagle medium,DMEM)高糖培养基和胎牛血清(fetal bovine serum,FBS)购自美国HyClone公司;1%青-链霉素溶液(双抗)、1%青-链霉素-两性霉素B溶液(三抗)和增强型细胞计数剂盒8(cell counting kit-8,CCK-8)溶液购自武汉普诺赛生命科技有限公司,Lipo8000TM转 染 试 剂、乳 酸 脱 氢 酶(lactate dehydrogenase,LDH)细胞毒性检测试剂盒和Annexin Ⅴ-FITC细胞凋亡检测试剂盒购自上海碧云天生物技术有限公司,Wnt/β-catenin信号通路激活剂CHIR-99021(纯度:99.46%)购自美国MCE公司,0.4 μm聚碳酸酯膜的Transwell小室购自美国Corning公司,兔抗TPX2单克隆抗体(ab252945)、兔抗β-catenin单克隆抗体(ab305261)、小鼠抗GAPDH单克隆抗体(ab8245)和兔抗组蛋白H3(phospho Ser10)单克隆抗体(ab308373)购自英国Abcam公司,FITC标记的抗人白细胞抗原DR(human leukocyte antigen DR,HLA-DR)抗体和PE标记的抗人PD-L1抗体购自美国BioLegend公司,干扰素γ(interferon-gamma,IFN-γ)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-alpha, TNF-α)、 白细胞介素(interleukin,IL)-2、 转化生长因子β(transforming growth factor-beta,TGF-β)和IL-10酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测试剂盒购自美国R&D公司,PrimeScriptTM RT Master Mix(Perfect Real Time)和TB Green® Premix Ex TaqTM Ⅱ(Tli RNaseH Plus)购自日本TaKaRa公司。Applied BiosystemsTM 7500 Fast型实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR, RT-qPCR)仪、iBrightTM FL1500型凝胶成像系统、Varioskan LUX型多功能酶标仪和Vios iDx 255型CO2培养箱购自美国Thermo Fisher Scientific公司,CytoFLEX型流式细胞仪购自美国Beckman Coulter公司。

1.2 细胞培养、转染和条件培养基(conditioned medium,CM)制备

使用含有10% FBS和1%双抗的DMEM高糖培养基贴壁培养A549细胞,使用含有10% FBS和1%三抗的DMEM高糖培养基悬浮培养CD8+ T淋巴细胞。培养条件:37 ℃、5% CO2,当细胞密度>80%时进行1∶2传代。将A549细胞接种至6孔细胞培养板中(每孔2×105个细胞),过夜培养后,使用Lipo8000TM转染试剂将si-TPX2和si-NC质粒分别转染至A549细胞中,分为si-TPX2组和si-NC组,另设立空白对照组。采用RT-qPCR法和Western blotting法检测转染细胞中TPX2 mRNA和蛋白表达水平。将转染后的A549细胞置于无血清DMEM高糖培养基中培养24 h,收集上清,经0.45 μm滤膜过滤得到CM,分别命名为CM/blank、CM/si-NC和CM/si-TPX2。

1.3 A549细胞与CD8+ T淋巴细胞共培养体系建立

将Transwell小室置于24孔细胞培养板中,于上室接种CD8+ T淋巴细胞(每孔1×106个细胞),下室接种预先贴壁处理的A549细胞(每孔2×105个细胞)[13],共培养24 h用于后续实验。

1.4 实验分组和给药

①为研究TPX2基因对A549细胞免疫逃逸的影响,使用不同CM培养CD8+ T淋巴细胞24 h,分为CD8+ T+CM/blank组、CD8+ T+CM/si-NC组和CD8+ T+CM/si-TPX2组,另设不经任何处理的CD8+ T淋巴细胞作为CD8+ T组。采用Transwell小室建立A549细胞与CD8+ T淋巴细胞共培养体系,分为A549/T组、A549si-NC/T组和A549si-TPX2/T组,另设单独培养的A549细胞为A549组,以及已转染si-TPX2、si-NC的A549细胞为A549si-TPX2组和A549si-NC组。②为研究TPX2基因是否通过调控Wnt/β-catenin通路影响A549细胞免疫逃逸,采用10 μmol·L-1 Wnt/β-catenin通路激活剂CHIR-99021[溶媒:5%DMSO+40% 聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)300+5% Tween-80+50%生理盐水]处理转染后的A549细胞48 h[14],分为空白组si-NC组、si-TPX2组、si-NC+CHIR-99021组和si-TPX2+CHIR-99021组。再采用Transwell小室建立A549细胞与CD8+ T淋巴细胞共培养体系,分为A549/T组、A549si-NC/T组、A549si-TPX2/T组、A549si-NC+ CHIR-99021/T组和A549si-TPX2+CHIR-99021/T组。

1.5 RT-qPCR法检测各组细胞中TPX2 mRNA 表达水平

收集各组细胞提取总RNA,取1 μg RNA进行反转录反应,RT-qPCR反应体系按试剂盒说明书配制。引物序列:TPX2正向引物5'-AC-CTTGCCCTACTAAGATT-3',TPX2反向引物5'-AATGTGGCACAGGTTGAGC-3';β-肌动蛋白(β-actin)正向引物5'-TCACCCACACTGTGCC-CATCTACGA-3',β-actin反向引物5'-CAGCGG-AACCGCTCATTGCCAATGG-3'。两步法PCR扩增程序:预变性95 ℃、30 s;PCR反应:95 ℃、5 s,60 ℃、20 s,共40个循环;熔解曲线分析:95 ℃、5 s,60 ℃、1 min,每5 ℃采集1次信号;50 ℃冷却30 s。采用2-△△Ct法计算各组细胞中TPX2 mRNA表达水平。

1.6 Western blotting法检测各组细胞中TPX2

蛋白表达水平 收集各组细胞提取总蛋白和核蛋白。取20 μg总蛋白和核蛋白样品经变性处理,进行十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE),以溴酚蓝指示迁移终点。随后将蛋白转移至聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)膜,用5%脱脂牛奶封闭1 h。膜经含吐温的Tris缓冲盐溶液(Tris-buffered saline with Tween,TBST)洗涤后,分别与TPX2(总蛋白)、β-catenin(总蛋白+核蛋白)、组蛋白H3(Histone H3,核蛋白内参)和GAPDH(总蛋白内参)(稀释比例均为1∶1 000)一抗4 ℃孵育过夜,再与辣根过氧化物酶(horseradish peroxidase,HRP)标记的二抗(1∶10 000)室温孵育1 h。增强化学发光(enhanced chemiluminescence,ECL)法显影后,通过化学发光成像系统捕获信号,采用Image J软件分析目的条带与对应内参条带灰度值,计算细胞中TPX2和β-catenin蛋白表达水平。β-catenin蛋白表达水平=β-catenin(总蛋白)/GAPDH+β-catenin(核蛋白)/Histone H3。

1.7 CCK-8法检测各组细胞存活率

将各组细胞(每孔2×103个细胞)接种于96孔细胞培养板中,并按分组要求进行培养和处理,每孔加入10 μL CCK-8溶液,继续孵育3 h,采用酶标仪于450 nm波长处检测各孔吸光度(A)值。细胞存活率=(实验孔A值-空白孔A值)/(对照孔A值-空白孔A值)×100%。

1.8 流式细胞术检测各组细胞表面HLA-DR和PD-L1水平及各组细胞凋亡率

收集各组细胞(每管5×105个细胞),CD8+ T淋巴细胞加入5 μL FITC荧光标记的抗HLA-DR抗体,A549细胞加入5 μL PE荧光标记的抗PD-L1抗体,轻轻混匀避光孵育30 min,去除细胞聚集体,采用流式细胞仪在488 nm激发光和530 nm发射光处检测各组细胞表面HLA-DR和PD-L1水平。收集各组A549细胞(每管5×105个细胞),用195 μL Annexin Ⅴ-FITC结合液重悬细胞,依次加入5 μL Annexin Ⅴ-FITC和10 μL碘化丙啶(propidium iodide,PI)染色液轻轻混匀,25℃避光孵育15 min。检测Annexin Ⅴ- FITC,FL2通道检测PI信号。采用FlowJo软件分析细胞凋亡情况,计算细胞凋亡率。细胞凋亡率=凋亡细胞数/细胞总数×100%。

1.9 ELISA法检测各组细胞上清液中IFN-γ、TNF-α、IL-2、TGF-β和IL-10水平

将各组细胞离心,收集上清液,按照ELISA试剂盒说明书操作,检测CD8+ T淋巴细胞上清液中IFN-γ、TNF-α和IL-2水平,以及A549细胞上清液中TGF-β和IL-10水平。

1.10 LDH释放法检测CD8+ T淋巴细胞对A549细胞的杀伤作用

收集各组细胞上清液加样于样品孔中,另设置空白孔和总LDH孔,每孔加入100 μL LDH检测工作液,混匀,室温避光孵育20 min,加入20 μL终止液,混匀。于酶标仪450 nm处测定A值,计算细胞死亡率。细胞死亡率=(样品孔A值-空白孔A值)/(LDH孔A值-空白孔A值)×100%。以细胞死亡率代表CD8+ T淋巴细胞对A549细胞的杀伤能力。

1.11 统计学分析

采用SPSS 21.0软件进行统计学分析。各组细胞中TPX2 mRNA表达水平、TPX2和β-catenin蛋白表达水平、细胞存活率、HLA-DR和PD-L1水平、细胞凋亡率、细胞死亡率以及细胞上清液中IFN-γ、TNF-α、IL-2、TGF-β和IL-10水平均符合正态分布,以x±s表示,多组间样本均数比较采用单因素方差分析,两组间样本均数比较采用两独立样本t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 各组A549细胞中TPX2 mRNA和蛋白表达水平

与空白对照组或si-NC组比较,si-TPX2组A549细胞中TPX2 mRNA和TPX2蛋白表达水平明显降低(P<0.05)。见图1。

2.2 各组CD8+ T淋巴细胞存活率、HLA-DR水平及细胞上清液中IFN-γ、TNF-α和IL-2水平

与CD8+ T组比较,CD8+ T+CM/blank组CD8+ T淋巴细胞存活率、HLA-DR水平及细胞上清液中IFN-γ、TNF-α和IL-2水平均明显升高(P<0.05)。与CD8+ T+CM/blank组比较,CD8+ T+CM/si-TPX2组CD8+ T淋巴细胞存活率、HLA-DR水平及细胞上清液中IFN-γ、TNF-α和IL-2水平均明显升高(P<0.05),而CD8+ T+CM/si-NC组上述指标差异无统计学意义(P>0.05)。见图2。

2.3 各组A549细胞存活率

与A549组比较,A549si-TPX2组和A549/T组A549细胞存活率明显降低(P<0.05),而A549si-NC组A549细胞存活率差异无统计学意义(P>0.05)。与A549si-TPX2组比较,A549si-TPX2/T组A549细胞存活率明显降低(P<0.05)。见图3。

2.4 各组A549细胞存活率、凋亡率和死亡率

与A549组比较,A549/T组A549细胞存活率明显降低(P<0.05),而A549细胞凋亡率和细胞死亡率均明显升高(P<0.05)。与A549/T组比较,A549si-TPX2/T组A549细胞存活率进一步降低(P<0.05),而A549细胞凋亡率及细胞死亡率均明显升高(P<0.05);A549si-NC/T组上述指标差异无统计学意义(P>0.05)。见图4。

2.5 各组A549细胞中β-catenin蛋白表达水平和TGF-β、 IL-10 及 PD-L1 水 平

与空白组比较,si-TPX2组A549细胞中β-catenin总蛋白和核蛋白表达水平、细胞表面分子PD-L1水平及细胞上清液中TGF-β和IL-10水平均明显降低(P<0.05),而si-NC组上述指标差异无统计学意义(P>0.05)。见图5。

2.6 各组A549细胞中PD-L1水平及细胞上清液中TGF-β和IL-10水平

与si-NC组比较,si-TPX2组A549细胞表面PD-L1水平及细胞上清液中TGF-β和IL-10水平均明显降低(P<0.05),而si-NC+CHIR-99021组PD-L1水平及细胞上清液中TGF-β和IL-10水平均明显升高(P<0.05)。与si-TPX2组比较,si-TPX2+CHIR-99021组A549细胞表面PD-L1水平及细胞上清液中TGF-β和IL-10水平均明显升高(P<0.05)。见图6。

2.7 各组A549细胞存活率、细胞凋亡率和细胞死亡率

与A549/T组比较,A549si-TPX2/T组A549细胞存活率明显降低(P<0.05),细胞凋亡率及细胞死亡率均明显升高(P<0.05),A549si-NC/T组A549细胞存活率、细胞凋亡率和细胞死亡率差异无统计学意义(P>0.05)。与A549si-NC/T组比较,A549si-NC+CHIR-99021/T组A549细胞存活率明显升高(P<0.05),细胞凋亡率及细胞死亡率明显降低(P<0.05)。与A549si-TPX2/T组比较,A549si-TPX2+CHIR-99021/T组A549细胞存活率明显升高(P<0.05),细胞凋亡率和细胞死亡率均明显降低(P<0.05)。见图7。

3 讨 论

NSCLC的发生发展与机体免疫监视功能失衡密切相关。在生理状态下,免疫系统能够识别并清除恶性转化的细胞,然而,NSCLC细胞可通过多种机制逃避免疫攻击,形成免疫逃逸。例如,肿瘤细胞可分泌免疫抑制因子如TGF-β和IL-10,强烈抑制效应免疫细胞的功能,从而形成免疫抑制性微环境[15]。此外,细胞表面免疫检查点分子的上调以及多种免疫抑制因子的分泌,已被广泛认为是NSCLC实现免疫逃逸的重要途径[16-17]。CD8+ T淋巴细胞是抗肿瘤免疫的核心效应细胞,其主要通过T淋巴细胞受体识别肿瘤抗原,并在共刺激信号作用下活化、增殖和分化为细胞毒性T淋巴细胞,进而通过释放IFN-γ、TNF-α、IL-2及颗粒酶等效应分子直接杀伤肿瘤细胞[18-19]。WEN等[20]研究显示:CD8+ T淋巴细胞耗竭引起IFN-γ水平降低,PD-1水平升高,从而促进NSCLC的免疫逃逸和治疗耐药性。导致这一耗竭状态的因素多样,包括持续性抗原刺激、多种抑制性受体的持续表达、表观遗传学改变、转录因子调控、代谢失调以及细胞因子谱的改变[21]。因此,恢复CD8+ T淋巴细胞的细胞毒性功能、逆转其耗竭状态,已成为改善NSCLC免疫治疗响应的潜在策略。

TPX2在NSCLC中高表达,可促进NSCLC转移和恶性进展,与预后不良有关[22]。ZHU等[23]研究显示:TPX2在肺腺癌中与免疫抑制因子IL-10呈正相关关系,且TPX2沉默可抑制A549细胞增殖和迁移。目前,关于TPX2在NSCLC中的研究主要集中于恶性生物学行为的调控,然而,该分子在NSCLC免疫逃逸中的作用鲜有报道。本研究通过沉默TPX2基因,发现其可显著增强CD8+ T淋巴细胞的毒性功能,表现为CD8+ T淋巴细胞表面活化标志物HLA-DR表达上调,细胞存活率升高,且细胞上清液中IFN-γ、TNF-α和IL-2水平明显升高。进一步研究显示:A549细胞进行单独的TPX2基因沉默或与CD8+ T淋巴细胞共培养均能显著抑制细胞增殖,但TPX2沉默的A549细胞与CD8+ T淋巴细胞共培养时,其增殖活性显著低于单独TPX2沉默的A549细胞。另一方面,与CD8+ T淋巴细胞共培养时,TPX2基因沉默可显著抑制A549细胞的增殖并诱导其凋亡,同时提高CD8+ T淋巴细胞对A549细胞的杀伤敏感性,从而有效抑制A549细胞的免疫逃逸。该结果与ZHANG等[24]报道的TPX2在调控胰腺癌中免疫细胞功能及恶性进展中的作用一致。提示TPX2基因沉默与CD8+ T淋巴细胞共培养在抑制A549细胞增殖上表现出显著的协同作用。尽管单独TPX2沉默能一定程度抑制细胞活力,但其主要效应在于显著增强CD8+ T淋巴细胞对A549细胞的杀伤功能,从而发挥更强的抗增殖作用。

在机制层面,本研究证实TPX2基因沉默可下调A549细胞内β-catenin的蛋白表达水平。Wnt/β-catenin信号通路在肿瘤发生发展及免疫调节中具有多重生物学功能。DING等[25]研究表明:TPX2沉默可通过抑制Wnt/β-catenin信号通路诱导人肝癌细胞凋亡。WANG等[26]研究显示:脂肪非典型钙粘蛋白4(FAT atypical cadherin 4,FAT4)过表达通过β-catenin依赖性机制诱导PD-L1发生异常糖基化并促进其降解,从而在宫颈癌免疫活性小鼠模型中显著增强细胞毒性T淋巴细胞的抗肿瘤免疫活性。此外,研究[27]已证实Wnt/β-catenin信号通路异常激活与免疫逃逸和免疫检查点抑制剂耐药显著相关,该现象在膀胱癌[28]、腺样囊性癌[29]和NSCLC[30]等肿瘤中均有报道。本研究结果显示:TPX2基因沉默导致A549细胞上清液中TGF-β和IL-10分泌减少,同时细胞表面分子PD-L1表达下调;而使用CHIR-99021激活Wnt/β-catenin信号通路后,可逆转TPX2基因沉默对免疫抑制因子释放、PD-L1表达及免疫逃逸的抑制效应;表明TPX2基因可能通过正向调控Wnt/β-catenin通路促进NSCLC的免疫逃逸。

由于本研究采用的共培养体系为Transwell非接触式,A549细胞与CD8+ T淋巴细胞被物理隔开,二者无法直接接触,因此A549细胞表面PD-L1与CD8+ T淋巴细胞表面PD-1之间可能难以发生直接相互作用,从而削弱了该信号轴在介导免疫逃逸中的主导作用。PEURA等[30]研究显示:免疫抑制因子TGF-β和IL-10上调可引起CD8+ T淋巴细胞耗竭。XIONG等[31]研究在宫颈癌细胞与CD8+ T淋巴细胞的共培养模型中也发现:YTHDF1过表达可通过促进TGF-β和IL-10分泌,显著抑制CD8+ T淋巴细胞的杀伤活性,且该效应并不依赖于PD-L1信号。结合上述研究与本研究结果,推测在TPX2基因调控A549细胞免疫逃逸的过程中,更倾向于促进TGF-β和IL-10等免疫抑制因子的分泌,进而导致CD8+ T淋巴细胞耗竭;而PD-L1/PD-1通路在本实验条件下可能仅起次要作用,其作用程度低于可溶性免疫抑制因子。

综上所述,TPX2基因沉默通过抑制Wnt/β-catenin信号通路,进而抑制免疫抑制因子分泌及降低PD-L1表达,导致CD8+ T淋巴细胞对A549细胞杀伤活性增强,达到抑制免疫逃逸的作用。本研究不仅明确了TPX2在NSCLC免疫逃逸中的功能,还阐明了Wnt/β-catenin通路在其间的关键介导作用,为深入解析NSCLC免疫微环境调控提供了新视角。然而,本研究仍存在一定局限,未来需进一步探讨TPX2调控Wnt/β-catenin信号通路的具体分子机制,以及在体内环境下该机制对肿瘤免疫逃逸的影响,为NSCLC的免疫治疗提供更坚实的理论基础和潜在靶点。

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