[目的]结直肠癌(colorectal carcinoma, CRC)是世界性常见的消化道恶性肿瘤,是我国癌症死亡最常见的原因之一。溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)是一种结直肠非可控性炎症,已被证实为结直肠癌发病的高危因素,其患者发生结直肠癌的风险显著高于一般人群。巨噬细胞是炎症及肿瘤微环境的重要组成,目前主要采用结直肠癌细胞系及体外诱导巨噬细胞分化等方法进行结直肠癌与巨噬细胞的相互作用研究,但对整个“炎→癌”序列演变过程中巨噬细胞在体内不同微环境里的表型分布及功能特征的动态研究尚处于空白阶段。本课题旨在阐明不同亚型巨噬细胞在溃疡性结肠炎癌变过程不同阶段的表达分布及功能变化的动态规律,探讨其具体作用及相关机制,为溃疡性结肠炎癌变发病机制和临床诊治提供理论依据。[方法]改良氧化偶氮甲烷/葡聚糖硫酸钠(AOM/DSS)联合化学诱导的建模方法,构建溃疡性结肠炎癌变的小鼠模型,完善及细化“炎→癌”序列演变过程的各个不同阶段及其病理学特征。在此基础上,采用流式细胞学、免疫组织化学、免疫荧光细胞化学、酶联免疫吸附测定、实时定量PCR等方法,分别从巨噬细胞的组织表达情况、表型分布特征、相关细胞因子分泌情况等逐层深入,从基因转录水平和蛋白质表达水平等不同层面,阐明溃疡性结肠炎癌变序列演变过程中巨噬细胞及其亚群在不同微环境里的表达分布及功能变化的动态规律。[结果](1)溃疡性结肠炎癌变小鼠模型的构建：改良AOM/DSS建模方法,第1天给予Crj:CD-1(ICR)小鼠一次性腹腔注射AOM(有效浓度10mg/kg),第2周及第5周给予2个循环饮用1.5%DSS溶液(每次连续7天),同时延长实验观察时间至56周(392天),成功构建出溃疡性结肠炎癌变的小鼠模型,实验组小鼠出现活动及食欲减少、腹泻、大便隐血、黏液脓血便、体重不增或下降等临床表现,形态学及病理学证实了结直肠经历“正常肠黏膜→急性炎症(第2周末)→慢性炎症/炎性增生(第4周末)→不典型增生(第7周末)→早期腺癌(第10、16、24周末)→晚期转移癌(第56周末)”序列演变,较好地模拟人类溃疡性结肠炎癌变的发展过程,为后续实验提供可靠基础。(2)结直肠巨噬细胞在溃疡性结肠炎癌变过程的动态变化：免疫组织化学发现,结直肠黏膜中CD68+巨噬细胞在“正常黏膜→炎性增生→不典型增生→结直肠腺癌”序列演变过程中出现表达逐渐显著性增加。流式细胞学检测结直肠组织单细胞悬液,结直肠巨噬细胞及M1/M2亚群在溃疡性结肠炎癌变过程中表达分布出现显著性动态改变,尤其在第4周末结直肠慢性炎症/炎性增生期改变幅度最明显,表明结直肠炎性增生改变很可能是连接炎症与癌症过渡的关键纽带事件。而且,M1/M2型巨噬细胞在结直肠癌晚期转移时表达明显升高,提示其分布改变与癌症侵袭转移过程密切相关。经形态学观察及免疫荧光细胞化学鉴定,证实流式能成功纯化分选结直肠M1/M2型巨噬细胞。采用ELISA及QRT-PCR检测M1/M2型巨噬细胞中相关细胞因子的表达情况,发现在结直肠炎症至癌前阶段,M1型巨噬细胞发挥促炎、抗肿瘤的免疫作用；在结直肠癌发生发展过程中,尤其在晚期转移阶段,M2型巨噬细胞调控促炎-抑炎平衡轴异常表达,并高度活跃招募聚集、侵袭迁移、细胞粘附等相关功能,发挥重要的促癌、促转移作用；在结直肠癌进展至转移阶段,M1型巨噬细胞出现类似M2亚型的功能改变,但仍维持原有表型特征。(3)腹腔巨噬细胞在溃疡性结肠炎癌变过程的动态变化：流式细胞学检测腹腔收集液,腹腔巨噬细胞及M1/M2亚群在溃疡性结肠炎癌变过程的表达分布改变集中在第4--*10周末,即从结直肠炎性增生期到结直肠癌形成阶段,尤其在第4周末结直肠慢性炎症／炎性增生期出现差异性表达,这与结直肠巨噬细胞M1/M2亚群分布特征中发现的关键点一致,进一步表明结直肠炎性增生改变是连接炎症与癌症过渡的关键纽带事件。经形态学观察及免疫荧光细胞化学鉴定,证实流式成功纯化分选腹腔M1/M2型巨噬细胞。采用ELISA及QRT-PCR检测腹腔不同亚型巨噬细胞中相关细胞因子的表达情况,发现腹腔巨噬细胞主要组成M1亚群受到AOM高毒性刺激后,在结直肠癌形成前出现免疫功能抑制,各相关因子均处于低表达水平；在结直肠癌发生、进展及转移过程中,腹腔M2型巨噬细胞发挥重要的促进作用,主要是调控促炎-抑炎轴失衡表达及侵袭转移等相关功能的活化；与结直肠M1型巨噬细胞相似,腹腔M1型巨噬细胞也在维持原有表型特征时,在结直肠癌进展及转移过程中出现类似M2亚群的功能改变。[结论](1)改良AOM/DSS化学诱导建模方法,成功构建出溃疡性结肠炎癌变的小鼠模型,较好地模拟人类溃疡性结肠炎癌变的发展过程,完善了结直肠“正常肠黏膜→急性炎症→慢性炎症/炎性增生→不典型增生→早期腺癌→晚期转移癌”的动态序列演变。(2)结直肠及腹腔巨噬细胞在溃疡性结肠炎癌变过程中结直肠慢性炎症/炎性增生期(第4周末)总体表达及M1/M2亚型分布改变最明显,揭示结直肠慢性炎症/炎性增生很可能是连接炎症与癌症过渡的关键纽带事件。(3)结直肠及腹腔M2型巨噬细胞在溃疡性结肠炎癌变过程中,尤其晚期转移阶段,可能通过调控促炎-抑炎平衡轴异常表达,并高度活跃招募聚集、侵袭迁移、细胞粘附等相关功能,发挥重要的促癌、促转移作用。(4)结直肠及腹腔M1型巨噬细胞在结直肠癌进展及转移阶段,在维持原有表型特征时,出现类似M2亚群的功能改变。