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17-β-雌二醇可降低雌激素受体阳性乳腺癌细胞表面 PD-L1 表达,但不会降低 1 型子宫内膜癌细胞

Clinical and Translational Medicine ( IF 7.919 ) Pub Date : 2023-07-13 , DOI: 10.1002/ctm2.1330
Hongzhuo Li 1 , Wenyi Gu 2 , Penny Jeffery 3 , Chen Chen 1
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 亲爱的编辑,


我们在此报告,17-β-雌二醇 (E2) 通过 ERα(雌激素受体 α)抑制晚期 ER + /HER2 乳腺癌中 IFN-γ 诱导的表面 PD-L1(程序性死亡配体 1,CD274)水平(BC),但不适用于三阴性 BC (TNBC) 或子宫内膜癌 (EC)。这项研究表明 mTOR 和 MAPK 通路可以降低表面 PD-L1 水平并减少通过 ERα 的免疫逃避。它还对内分泌抵抗以及 mTOR 或 MAPK 靶向疗法治疗晚期 ER + /HER2 BC 的局限性产生重要影响。


肿瘤细胞表面PD-L1与激活的肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)表面的PD-1(程序性死亡1,CD279)受体结合,导致肿瘤免疫逃避。然而,在 ER BC 和 EC 组织以及 TIL 1、2中观察到高水平的表面 PD-L1,但在 ER + BC 肿瘤中很少观察到。 2此外,目前尚不清楚为什么 ER +癌症患者对抗 PD-1/PD-L1 治疗的反应低于 ER -癌症患者。


在两种癌症中,E2 主要通过 ERα 和 ERβ 两种受体发挥作用。大约 60%–65% 的 BC 病例属于 ER + /HER2 luminal A 亚型, 3%和 80% 的 EC 属于 1 型 ER +癌症。 4 E2 分别降低小鼠脾细胞5和 MCF-7 细胞系6中的 IRF-1 蛋白和 mRNA 水平,这意味着 E2 可能降低这两种疾病中的表面 PD-L1。然而,E2如何调节ER + BC和1型EC中肿瘤细胞表面PD-L1的表达尚不清楚。


通过 qRT-PCR,BC 细胞系 MCF-7 (ERα + /PD-L1迹线) 和 MDA-MB-231 (ERα - /PD-L1),以及 EC 细胞系 Ishikawa (ERα + /PD-L1迹线,选择 1 型)和 TEN(ERα - /PD-L1迹线,2 型);本研究采用流式细胞术。我们检查了 25 个 EC 样本队列中的 PD-L1 转录本,发现 2 型 EC 组中的 PD-L1 转录水平显着高于非 EC 组,但 ​​1 型 EC 组则不然(表 S1-S4 和图 S1)和 S2)。


由于 IFN-γ 是多种癌症中通过 IFN-γ-JAK-STAT-IRF1 途径表面 PD-L1 表达的主要驱动因素, 7我们将这些细胞暴露于不同浓度的 IFN-γ 中 24 小时,并证明 IFN- γ 强烈增加 MCF-7、MDA-MB-231 和 TEN 中的表面 PD-L1 水平。即使在暴露于 50 ng/ml IFN-γ 3 天后(图 1G、H),石川也没有发生这种情况(图 1A-D)。相比之下,MCF-7表现出强烈的响应,表面PD-L1水平在48小时达到峰值,并在72小时无显着下降(图1E,F)。将细胞暴露于含有 5% CSFBS(炭剥离胎牛血清)的无酚红培养基中 10 ng/ml IFN-γ 3 天后,出现相同的趋势(图 1I,J)。

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 图1

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IFN-γ 对 MCF-7(A、E、F、I 和 J)、MDA-MB-231(B)、Ishikawa(C、G 和 H)和 TEN(D)中表面 PD-L1 表达的影响次。通过流式细胞术评估在指定时间点暴露或未暴露于不同浓度的人 IFN-γ 重组蛋白的 BC 和 EC 细胞系中的表面 PD-L1 水平。未填充(空心)峰和灰色峰:暴露或未暴露于 IFN-γ 的癌细胞用 APC 缀合的小鼠 IgG1K 同型对照抗体进行染色。橙色和粉红色峰:未暴露于 IFN-γ 的癌细胞用 APC 缀合的抗人 CD274 抗体进行标记。填充的蓝色、紫色和绿色峰:暴露于 IFN-γ 的细胞用 APC 缀合的抗人 CD274 抗体进行标记。 (A–D) 左图:代表性叠加直方图显示暴露于 IFN-γ 的 MCF-7 (A)、MDA-MB-231 (B)、Ishikawa (C) 和 TEN (D) 中的表面 PD-L1 水平( 50、100 和 200 ng/ml)或载体对照 24 小时。相同条件下,A~D右图比较各细胞系表面PD-L1 +细胞比例(%)的变化。数据以平均值±SEM 表示。采用不配对 t 检验 (A) 或单向方差分析 (B–D) 与 Tukey 进行多重比较进行统计分析。 ( n = 3)。 (E–J) IFN-γ(10 或 50 ng/ml)对 Ishikawa 和 MCF-7 细胞表面 PD-L1 表达的时程(24–72 小时)影响。细胞在含有 5% CSFBS 的常规培养基(EF、MCF-7, n = 3;GH、Ishikawa, n = 6)或无酚红培养基(IJ、MCF-7, n = 4)中生长。 (E)、(G) 和 (I) 的上图:代表性叠加直方图显示暴露于或未暴露于 IFN-γ 3 天的 Ishikawa 和 MCF-7 中的表面 PD-L1 水平。 (I) 的下图:代表性点图显示表面 PD-L1 表达细胞(PD-L1 +细胞)的频率。数字表示门控表面 PD-L1 +群体在总活细胞中的百分比。数据以平均值±SEM 表示。采用双向方差分析与 Tukey 的多重比较进行统计分析。 * p≤0.05 ; ** p ≤ 0.01 和 *** p ≤ 0.001。 ns:不显着。


在为期八天的培养过程中,我们将四种细胞系暴露于含有 5% CSFBS 的无酚红培养基中的 10 ng/ml IFN-γ、10 nM E2 以及两者的组合。我们发现,单独使用 E2 不会改变所有四种细胞系表面的 PD-L1 水平,但会大大下调与 E2 和 IFN 共暴露的 MCF-7 表面的 IFN-γ 诱导的 PD-L1 和转录水平-γ,与单独暴露 IFN-γ 相比(图 2A-F),表明它不是内源性的,而是在体外晚期 ER + /HER2 BC 中被 E2 下调的 IFN-γ 诱导的表面 PD-L1 。

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 图2

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E2 对 MCF-7、MDA-MB-231、Ishikawa 和 TEN 细胞系中 IFN-γ 诱导的表面 PD-L1 表达的影响。接种三天后,将 10 nM E2 添加到维持在含有 5% CSFBS 的无酚红培养基中的四种细胞系中。第六天,将 10 ng/ml IFN-γ 单独或与 10 nM E2 组合应用于细胞。 48小时后(第八天),收获暴露于E2、IFN-γ或E2加IFN-γ的上述细胞以及载体对照进行流式细胞术分析或qRT-PCR以确定表面PD-L1或PD- L1 mRNA 水平。纯乙醇和 IFN-γ 溶剂(PBS,pH 7.2 加 0.5% BSA)用作阴性(载体)对照。 (A–D) 上图:暴露或未暴露于 E2、IFN-γ 或两者组合的每个细胞系中表面 PD-L1 表达的代表性叠加直方图。下图:MCF-7 (A, n = 8)、MDA-MB-231 (B, n = 3)、Ishikawa (C, n = 3) 和 Ishikawa (C, n = 3) 中细胞表面水平的 PD-L1 统计分析十个(D, n = 4)个细胞。 (E 和 F) MCF-7 细胞中 E2 降低了 IFN-γ 诱导的 PD-L1 mRNA 水平( n = 3,IFN-γ 的精确 p 值 (10 ng/ml) + 10 nM E2与 IFN-γ (10 ng/ml) 相比: p = 0.0421),但不在 MDA-MB-231 细胞中( n = 5,IFN-γ (10 ng/ml) + 10 nM E2 与IFN-γ (10 ng/ml): p = 0.2843)。数据以平均值±SEM 表示。采用单因素方差分析对 Tukey 进行多重比较进行统计分析。 * p≤0.05 ; ** p ≤ 0.01 和 **** p ≤ 0.0001。 ns:不显着。


由于 E2 影响 ERα + /ERβ + MCF-7 而不是 ERα /ERβ + MDA-MB-231,因此我们使用了两种 ERα 拮抗剂他莫昔芬(图 3A)和 ICI 182,780(氟维司群)(图 3B),以及 ERβ 拮抗剂PHTPP(图 3C)分别阻断 MCF-7 中的两种受体。我们证明 ERα 有助于 E2 在表面和转录水平上的下调(图 3D)。由于 ERα - /ERβ + A549 肺癌细胞系中的 PD-L1 水平通过 JAK/STAT/IRF-1 途径被 IFN-γ 强烈上调, 8我们的结果在该细胞系中得到进一步验证,即 ERβ 不参与其中(图3E)。

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 图3

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ERα 在 E2 下调的 IFN-γ 诱导的 MCF-7 表面 PD-L1 水平中的作用。在将MCF-7细胞接种到含有5%CSFBS的无酚红培养基中的第二天,单独或组合添加10nM E2和不同浓度的ER拮抗剂。第三天,添加10ng/ml IFN-γ。 48小时后,将细胞暴露于他莫昔芬的E2、IFN-γ、ERα拮抗剂( n = 8)或ICI 182,780( n = 5),或PHTPP的ERβ拮抗剂( n = 3),单独或组合,与相应的载体对照一起收获用于流式细胞术分析或 qRT-PCR 以确定表面 PD-L1 或 PD-L1 mRNA 水平。 (A-C) 不同拮抗剂阻断 ER 后 IFN-γ 诱导的表面 PD-L1 表达变化的统计分析。 (D) 用 1 μM 他莫昔芬 ( n = 3) 封闭 ER 后,通过 qRT-PCR 测定 MCF-7 细胞中 E2 下调的 IFN-γ 诱导的 PD-L1 mRNA 水平,ICI 182, 780 (分别为n = 4) 和 PHTPP ( n = 3)。 (E) A549细胞在5天培养条件下单独或联合暴露于E2和IFN-γ 48小时,证明ERβ不影响E2的还原作用( n = 3)。数据以平均值±SEM 表示。采用单因素方差分析对 Tukey 进行多重比较进行统计。 * p≤0.05 ; ** p≤0.01 ; *** p ≤ 0.001 和 **** p ≤ 0.0001。 ns:不显着。


我们的发现与 Hühn 等人新发表的研究结果一致, 9该研究表明,完全 E2 剥夺或氟维司群治疗可通过 ERα 增加 MCF-7 中的表面 PD-L1 表达。他们的报告指出了 MFI 的变化,然而,我们观察到 PD-L1 表达细胞的比例 (%) 发生了变化。这表明 E2 可能通过与 ERα 相互作用并减少 IFN-γ 诱导的表面 PD-L1 表达细胞的数量来保护 ER + /HER2 BC。因此,E2 的这种保护作用可能会减缓 ER + BC 恶化的进程。这可能解释了为什么 ER + /HER2 BC 表达的 PD-L1 较少,比基础 TNBC 亚型的恶性程度较低,并且对抗 PD-1/PD-L1 治疗的敏感性低于 ER BC。


我们证实 JAK/STAT/IRF1 通路调节 IFN-γ 诱导的表面 PD-L1 水平(图 4,1 和 2A)。与 E2 和 IFN-γ 联合暴露于 BEZ235 或 U0126 显着恢复了 MCF-7 中 E2 下调的 IFN-γ 诱导的表面 PD-L1 表达细胞的比例(图 4,2C),但 LY294002 或其他激酶抑制剂(表 S5)没有能力(图 4,2B,C)。此外,BEZ235 的恢复率远高于 U0126,显着高于 MCF-7 中暴露于 IFN-γ 的恢复率(图 4,2D)。这一结果表明,mTOR 和 MAPK 通路通过降低 ER + BC 中 IFN-γ 诱导的表面 PD-L1 表达,协同抑制通过 ERα 的免疫逃避。

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 图4

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(1)E2对MCF-7中IFN-γ诱导的IRF-1 mRNA水平的影响。 MCF-7细胞在五天培养条件下单独或组合暴露于E2、IFN-γ和ICI 182,780 48小时。从每种条件下分离总 RNA,并通过 qRT-PCR 检查 IRF-1 mRNA 水平。 IRF-1转录水平的倍数变化显示在用GAPDH基因的内部对照归一化后的Y轴上,并且相对于未处理的MCF-7组。数据以平均值±SEM 表示。采用单因素方差分析对 Tukey 进行多重比较进行统计。 ( n = 4)。 * p ≤ 0.05 和 **** p ≤ 0.0001。 VC:车辆控制。 (2)多种激酶抑制剂对E2下调的IFN-γ诱导的MCF-7表面PD-L1表达的影响。 MCF-7细胞在五天培养条件下培养。将细胞用各种激酶抑制剂处理一小时,然后分别在第二天添加 E2 (10 nM) 和第三天添加 IFN-γ (10 ng/ml)。通过流式细胞术研究每种抑制条件下表面水平的PD-L1 +细胞的比例(%)。 E2下调的IFN-γ诱导的表面PD-L1的恢复率计算为恢复率=[[(抑制剂+E2+IFN-γ)-(E2+IFN-γ)]/(E2+IFN- γ)]*100%。 (A) E2 下调的 IFN-γ 诱导的表面 PD-L1 +细胞的比例 (%) 并未通过用鲁索替尼抑制 JAK/STAT 途径而增加。 (鲁索替​​尼 + E2 + IFN-γ 的橙色星与 E2 + IFN-γ 的蓝点, n = 4)。 (B 和 C) 溶解在乙醇 (B) 或 DMSO (C) 中的抑制剂用于抑制相应的途径。 (B) LY294002 对 PI3K/Akt 通路的抑制并未恢复 E2 下调的 IFN-γ 诱导的表面 PD-L1 +细胞的比例 (%)(LY294002 + E2 + IFN-γ 的蓝星与E2 + IFN-γ 的蓝点, n = 6)。 (C) 用双重抑制剂 BEZ235 抑制 PI3K/Akt/mTOR 通路后,观察到 E2 下调的 IFN-γ 诱导的表面 PD-L1 +细胞的比例 (%) 显着增加(BEZ235 的橙色星) + E2 + IFN-γ 对比 E2 + IFN-γ 的蓝点, n = 6),而 MEK 抑制剂 U0126 抑制 MAPK 通路(U0126 + E2 + IFN-γ 的蓝点对比 E2 + IFN 的蓝点-γ, n = 6)。 (D) mTOR 和 MAPK 途径对 E2 下调的 IFN-γ 诱导的 MCF-7 表面 PD-L1 表达的恢复率的比较分析。 mTOR 通路比 MAPK 通路具有更强的恢复作用。数据以平均值±SEM 表示。采用单因素方差分析对 Tukey 进行多重比较进行统计分析。 * p≤0.05 ; *** p ≤ 0.001 和 **** p ≤ 0.0001。 ns:不显着。 VC:车辆控制。


我们发现他莫昔芬或 ICI 182,780 增强 IFN-γ 上调表面 PD-L1 表达,即使 E2 存在于 MC​​F-7 中(图 3A、B)。抗雌激素剂量越高,PD-L1 表面表达越大(图 3A、B),因为 ICI 182、780 以剂量依赖性方式抑制 ER。 10这表明,长期服用抗雌激素可能会破坏晚期 ER + /HER2 肿瘤环境中 E2-ERα-IFN-γ-mTOR-MAPK 轴建立的动态保护作用,从而诱导肿瘤细胞表面 PD-L1 表达。 BC患者,引发肿瘤免疫逃避。总之,这些发现可能为抗雌激素耐药以及 mTOR 或 MAPK 靶向疗法治疗晚期 ER + /HER2 BC 患者的疗效有限提供了因果关系。此外,ERα、mTOR 或 MAPK 抑制剂诱导的肿瘤细胞表面 PD-L1 增加可能会增强 ER + BC 细胞对免疫检查点抑制剂的敏感性。





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更新日期:2023-07-15
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