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Gene expression profiles of T cells after adoptive transfer in a mouse model of pancreatic carcinoma
Gene expression profiles of T cells after adoptive transfer in a mouse model of pancreatic carcinoma
Adoptive transfer of T cells has emerged as a promising novel strategy in the treatment of cancer. The thesis project presented here investigated the molecular signatures of adoptively transferred murine T cells in vivo, which might reveal factors that influence effective T cell therapy. A subcutaneous tumor model was established using the murine Panc02-OVA pancreatic cancer cell line in wild type C57BL/6 female mice. Following retroviral transduction, GFP-transduced OT-1 T cells were infused into tumor-bearing mice. One week later, lymphocytes from tumor and spleen were harvested, and GFP+-OT-1 T cells were sorted by flow cytometry. mRNA was extracted from sorted GFP+ T cells, and gene expressions were analyzed by RT-PCR arrays. Candidate genes were confirmed both at mRNA and protein level. RT-PCR array of the transferred T cells infiltrated into tumors demonstrated a distinct gene expression profile including 1) over-expression of activation as well as exhaustion markers, such as PD-1 and CTLA-4; 2) expression of distinct transcription factors and epigenetic regulation genes; 3) changes in T cell receptor signaling pathway; 4) altered expression of chemokines and chemokine receptors, including increased expression of CCR8. CCL1, the ligand for CCR8, was also found upregulated in tumor tissue. In conclusion, RT-PCR arrays of tumor infiltrating T-cells revealed altered expression of factors involving T cell differentiation. These might distinguish effective T cells from ineffective T cells in this mouse model, and give hints for further T cell manipulation to improve the efficacy adoptive T-cell therapy., Der adoptive T-Zelltransfer ist ein vielversprechender Ansatz zur Tumorimmuntherapie. Ziel meiner Dissertation war es, die T-Zell-mRNA-Expressionsprofile nach adoptivem Zell-Transfer in Tumor tragende Mäuse zu analysieren. OT-1 transgene T Zellen wurden mit GFP transduziert. Die transduzierten OT-1 T Zellen wurden daraufhin adoptiv in Wildtyp-Mäusen mit subkutanen Panc02-OVA Pankreaskarzinomen, die das Modellantigen Ovalbumin (OVA) präsentieren, transferiert. Nach einer Woche wurden GFP-positive T Zellen aus den Tumoren und den Milzen mittels Durchflusszytometrie durch FACS sorting isoliert. Nachfolgend wurde die Gen-Expression der FACS-sortierten T-Zellen mittels RT-PCR Array quantifiziert. Die Expression von Kandidatengenen wurde auf Proteinebene mittels Durchflusszytometrie und ELISA bestätigt. Die Tumor infiltrierenden T-Zellen zeigten: 1) Überexpression von aktivierenden als auch von inhibitorischen Rezeptoren, wie z. B. CTLA-4 und PD-1; 2) Expression von Transkriptionsfaktoren und Enzymen für epigenetische Regulationsvorgänge; 3) Veränderungen der TCR-Signaltransduktion; 4) erhöhte Expression des Chemokinrezeptors CCR8. Ergänzend dazu wurden erhöhte Spiegel von CCL1, dem Liganden für CCR8, im Tumorgewebe gemessen. Die Genexpressionsanalyse von T-Zellen nach adoptivem Transfer im Mausmodell könnte zur Aufklärung von Veränderungen in T-Zellen nach Transfer beitragen. Dies kann die Grundlage für neue therapeutische Strategien zur Verbesserung der adoptiven T-Zell-Therapie bilden.
adoptive T cell transfer, cancer immunology
Zeng, Yi
2017
English
Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität München
Zeng, Yi (2017): Gene expression profiles of T cells after adoptive transfer in a mouse model of pancreatic carcinoma. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

Adoptive transfer of T cells has emerged as a promising novel strategy in the treatment of cancer. The thesis project presented here investigated the molecular signatures of adoptively transferred murine T cells in vivo, which might reveal factors that influence effective T cell therapy. A subcutaneous tumor model was established using the murine Panc02-OVA pancreatic cancer cell line in wild type C57BL/6 female mice. Following retroviral transduction, GFP-transduced OT-1 T cells were infused into tumor-bearing mice. One week later, lymphocytes from tumor and spleen were harvested, and GFP+-OT-1 T cells were sorted by flow cytometry. mRNA was extracted from sorted GFP+ T cells, and gene expressions were analyzed by RT-PCR arrays. Candidate genes were confirmed both at mRNA and protein level. RT-PCR array of the transferred T cells infiltrated into tumors demonstrated a distinct gene expression profile including 1) over-expression of activation as well as exhaustion markers, such as PD-1 and CTLA-4; 2) expression of distinct transcription factors and epigenetic regulation genes; 3) changes in T cell receptor signaling pathway; 4) altered expression of chemokines and chemokine receptors, including increased expression of CCR8. CCL1, the ligand for CCR8, was also found upregulated in tumor tissue. In conclusion, RT-PCR arrays of tumor infiltrating T-cells revealed altered expression of factors involving T cell differentiation. These might distinguish effective T cells from ineffective T cells in this mouse model, and give hints for further T cell manipulation to improve the efficacy adoptive T-cell therapy.

Abstract

Der adoptive T-Zelltransfer ist ein vielversprechender Ansatz zur Tumorimmuntherapie. Ziel meiner Dissertation war es, die T-Zell-mRNA-Expressionsprofile nach adoptivem Zell-Transfer in Tumor tragende Mäuse zu analysieren. OT-1 transgene T Zellen wurden mit GFP transduziert. Die transduzierten OT-1 T Zellen wurden daraufhin adoptiv in Wildtyp-Mäusen mit subkutanen Panc02-OVA Pankreaskarzinomen, die das Modellantigen Ovalbumin (OVA) präsentieren, transferiert. Nach einer Woche wurden GFP-positive T Zellen aus den Tumoren und den Milzen mittels Durchflusszytometrie durch FACS sorting isoliert. Nachfolgend wurde die Gen-Expression der FACS-sortierten T-Zellen mittels RT-PCR Array quantifiziert. Die Expression von Kandidatengenen wurde auf Proteinebene mittels Durchflusszytometrie und ELISA bestätigt. Die Tumor infiltrierenden T-Zellen zeigten: 1) Überexpression von aktivierenden als auch von inhibitorischen Rezeptoren, wie z. B. CTLA-4 und PD-1; 2) Expression von Transkriptionsfaktoren und Enzymen für epigenetische Regulationsvorgänge; 3) Veränderungen der TCR-Signaltransduktion; 4) erhöhte Expression des Chemokinrezeptors CCR8. Ergänzend dazu wurden erhöhte Spiegel von CCL1, dem Liganden für CCR8, im Tumorgewebe gemessen. Die Genexpressionsanalyse von T-Zellen nach adoptivem Transfer im Mausmodell könnte zur Aufklärung von Veränderungen in T-Zellen nach Transfer beitragen. Dies kann die Grundlage für neue therapeutische Strategien zur Verbesserung der adoptiven T-Zell-Therapie bilden.