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目的:黄曲霉毒素G1(Aflatoxin G1,AFG1)是一类具有致癌性的真菌毒素。我们前期实验发现模拟饮食方式经口灌胃实验小鼠AFG1,可以诱导肺腺癌的发生;而肿瘤发生前期,AFG1诱导肺组织慢性炎症反应,巨噬细胞浸润以及炎症细胞因子表达增加。给予TNF-α中和抗体s TNFR:Fc可以抑制AFG1诱导的肺组织炎症反应,减少巨噬细胞浸润,提示巨噬细胞可能参与AFG1诱导的炎症反应。已有研究表明黄曲霉毒素B1和G1可以刺激小鼠巨噬细胞分泌炎症细胞因子,但是在AFG1诱导的炎症微环境中,AFG1对巨噬细胞的激活分化及免疫功能影响尚不清楚。因此,本研究首先在AFG1诱导的小鼠肺组织炎症反应模型中,检测肺组织巨噬细胞中TNF-α和PD-L1的表达情况,在整体水平上探讨AFG1诱导慢性肺组织炎症反应中巨噬细胞的激活分化情况。其次,采用小鼠体外骨髓来源巨噬细胞(Bone Marrow derived macrophage,BMDM)原代培养的方法,培养骨髓来源单核巨噬细胞,分别给予AFG1处理骨髓来源未分化M0巨噬细胞,以及在骨髓单核细胞向M0巨噬细胞分化前加入AFG1预处理,探讨AFG1对巨噬细胞M1/M2表型分子表达以及细胞极化的影响。本研究拟通过探讨AFG1对巨噬细胞的激活情况,进一步揭示经口摄入黄曲霉毒素诱导肺组织炎症反应机制,为进一步揭示肺炎症-肺腺癌的发生机制奠定基础。方法:1. 构建灌胃AFG1诱导Bab/c小鼠肺组织炎症模型,并给予TNF-α中和抗体s TNFR:Fc抑制肺组织炎症反应,采集对照组、灌胃AFG1组及TNF-α阻断剂组肺组织标本,采用免疫荧光方法观察AFG1诱导肺组织慢性炎症反应中TNF-α和PD-L1在CD68+巨噬细胞中表达情况。2.取Bab/c小鼠分离股骨,无菌获得骨髓单核细胞,在体外培养体系中加入巨噬细胞集落刺激因子(Macrophage colony stimulating factor,M-CSF),5天后得到骨髓来源巨噬细胞(BMDM,静息未分化M0型巨噬细胞),实验给予AFG1、M1型巨噬细胞诱导因子脂多糖(LPS)和干扰素(IFN)-γ、M2型巨噬细胞诱导因子白介素-4(IL-4)和白介素-13(IL-13)刺激24小时。检测M1型巨噬细胞标志物i NOS、TNF-α、IL-6以及M2型细胞标志物MR、YM-1、Arg-1的表达情况。检测AFG1对巨噬细胞PD-L1表达的影响。3.分离骨髓单核细胞,加入AFG1和M-CSF共同刺激,5天后收集M0型巨噬细胞,再分别给予相应的M1型诱导因子LPS和IFN-γ以及M2型巨噬细胞诱导因子IL-4和IL-13。观察AFG1预处理对骨髓单核细胞向经典M1/M2巨噬细胞极化的影响。结果:1. AFG1诱导慢性炎症反应调控CD68+巨噬细胞PD-L1和TNF-α的表达给予AFG1诱导的小鼠肺组织炎症模型,同时给予TNF-α中和抗体s TNFR:Fc抑制炎症反应。免疫荧光方法发现AFG1诱导的慢性炎症肺组织中PD-L1+CD68+和TNF-α+CD68+巨噬细胞数目增加,给予TNF-α中和抗体s TNFR:Fc抑制炎症后,PD-L1+CD68+和TNF-α+CD68+数量减少。提示AFG1诱导慢性肺组织炎症反应是TNF-α依赖的炎症反应,上调CD68+巨噬细胞表达PD-L1和TNF-α,表明了AFG1诱导巨噬细胞活化参与肺组织炎症反应。2. AFG1对骨髓来源M0巨噬细胞免疫表型的影响体外分离培养骨髓来源M0巨噬细胞,直接给予AFG1处理24h,RT-PCR方法显示:AFG1上调TNF-αm RNA表达,而降低i NOS和IL-6在m RNA水平的表达(P<0.05);检测M2型巨噬细胞相关表型分子MR、YM-1、Arg-1在m RNA水平的表达发现,AFG1上调MR、YM-1、Arg-1的表达(P<0.05)。提示:小剂量AFG1刺激可能会促进M0巨噬细胞向M2型极化。3. AFG1对骨髓来源M0巨噬细胞PD-L1表达的影响给予AFG1处理24h,RT-PCR显示:AFG1上调PD-L1 m RNA表达(P<0.05);FCM方法监测,AFG1增加CD11b+PD-L1+细胞比例,并上调CD11b+PD-L1+细胞中PD-L1的表达(P<0.01)。4. 在骨髓单核细胞向M0巨噬细胞分化中,AFG1预处理对PD-L1表达的影响在骨髓单核细胞向M0巨噬细胞分化过程中,给予小剂量AFG1诱导5 天后,RT-PCR结果显示PD-L1 m RNA的表达上调(P<0.05);FCM结果显示CD11b+PD-L1+细胞比例增加(P<0.05),CD11b+PD-L1+细胞中PD-L1的表达上调(P<0.01)。在骨髓单核细胞向M0巨噬细胞分化中,AFG1预处理上调PD-L1的表达。5. AFG1在骨髓单核细胞向M1/M2型巨噬细胞极化中的作用在骨髓单核细胞加入AFG1,向经典M1/M2分化成熟过程中发现:给予AFG1预处理促进M1型诱导因子LPS+IFN-γ对TNF-αm RNA的上调作用,但是抑制LPS+IFN-γ刺激对i NOS和IL-6 m RNA的上调作用(P<0.05);给予AFG1预处理,促进M2型诱导因子IL-4+IL-13对M2型巨噬细胞相关表型分子表达的影响(P<0.05)。结果提示AFG1干扰了骨髓单核细胞向经典M1型巨噬细胞极化,促进向M2型巨噬细胞极化的趋势。结论:1.整体水平上,在AFG1诱导小鼠肺炎症微环境中,TNF-α依赖炎症反应调控CD68+巨噬细胞上调PD-L1和TNF-α表达。2.体外实验发现,AFG1抑制M0巨噬细胞向M1极化,诱导骨髓来源M0巨噬细胞倾向M2型巨噬细胞极化,AFG1上调巨噬细胞PD-L1表达,发挥免疫抑制作用。