NK细胞在ALPPS术后肝再生中的作用研究

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目的:肝脏部分切除手术是目前肝脏恶性肿瘤治疗的最主要方式。然而,巨大肝癌和肝脏多发肿瘤的病人常因术后未来残余肝脏(future liver remnant,FLR)体积不足而失去手术机会。联合肝脏分隔和门静脉结扎二步肝切除术(associating liver partition and portal vein ligation for staged hepatectomy,ALPPS)是一种新型的二步肝切除术式,与门静脉栓塞相比,可以更快地促进肝脏再生、缩短二期手术等待时间、增加R0切除率,但该术式一直由于高并发症率和高死亡率而备受争议。近年来,通过适应证的调整以及合适的患者选择,它已逐渐成为不可切除肿瘤治疗手段的替代选择。ALPPS术后肝脏再生过程涉及多种生物学过程,肝实质细胞与非实质细胞之间相互串扰在肝脏再生过程中发挥重要作用。目前,ALPPS术后肝脏免疫微环境的变化及NK细胞在ALPPS术后肝再生过程中的作用尚不清楚,本研究旨在通过公共数据库中ALPPS术后不同时间点FLR的RNA-seq数据,推测免疫细胞成分变化情况,并通过实验验证NK细胞在ALPPS术后肝脏快速再生过程中的动态变化及作用。方法:(1)从ENA数据库下载ALPPS、门静脉结扎(PVL)、单纯肝脏分隔、单纯左外叶切除和假手术(sham)处理后的不同时间点FLR二代转录组测序数据,利用ss GSEA算法分析ALPPS术后不同时间点FLR的免疫细胞比例变化情况;(2)构建新的小鼠ALPPS模型(左中叶+尾状叶作为FLR),对比既往小鼠ALPPS模型(左中叶作为FLR)的7天存活率,比较新型ALPPS、PVL及sham术后1、2、3、7天肝脏的重量与体重比值(FLR/BW)以及FLR组织Ki-67免疫组化染色情况,证实新型ALPPS模型可有效的促进肝脏快速再生;(3)利用流式细胞学检测ALPPS术后NK细胞及其亚群比例的变化情况;(4)通过小鼠腹腔注射Poly I:C以增加肝脏NK比例并激活NK细胞,对照组注射PBS,比较两组术后1、2、3、7天FLR/BW值,通过免疫组化检测FLR组织Ki-67的表达;(5)利用GSEA算法探索ALPPS术后肝脏再生过程中激活的分子通路;(6)利用Western-Blot和PCR方法检测IFN-γ、LDHA、LDHB的表达情况,探索NK细胞在ALPPS术后肝脏快速再生过程中的可能机制。结果:新型小鼠ALPPS模型7天存活率显著高于既往小鼠ALPPS模型(72.7%vs 40%,P=0.026),ALPPS组、PVL组和sham组术后1、2、3、7天肝脏的FLR/BW比值差异有统计学意义,ALPPS组术后肝脏再生速度更快(P<0.05);术后1、2、3天ALPPS组Ki-67阳性比例显著高于PVL组和sham组。免疫浸润分析以及流式细胞学检测均证实ALPPS术后1、2、3天FLR中NK细胞比例显著降低(P<0.05),术后第7天NK细胞比例恢复至术前水平(P>0.05),且肝脏组织驻留NK细胞(Lr NK)比例逐渐下降,经典NK细胞(c NK)比例逐渐上升(P<0.05)。与PBS组相比,Poly I:C组ALPPS术后第2、3天肝脏FLR/BW值显著降低(P<0.05),GSEA结果表明ALPPS术后可激活糖酵解、炎症因子以及缺氧等信号通路。Poly I:C组IFN-γ的基因和蛋白表达水平在术后1、2、3天均显著升高(P<0.05),LDHA和LDHB的RNA表达水平在术后1、3天均分别下降、升高(P<0.05)。结论:小鼠ALPPS术后FLR再生过程中NK细胞比例先显著降低,随后逐渐恢复至术前水平,NK细胞活化可能通过抑制乳酸积累,分泌IFN-γ抑制ALPPS诱导的肝脏快速再生。
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