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目的:人参皂苷Rh2(Ginsenoside Rh2,G-Rh2)是来源于传统中药人参的重要生物活性成分,具有非常丰富的药理活性,尤其是抗肿瘤活性。本文旨在探究G-Rh2对非小细胞肺癌(non small cells lung cancer,NSCLC)的治疗效果,及其与环磷酰胺(cyclophosphamide,CY)联合应用的疗效,探讨G-Rh2对肝脏代谢和免疫的调控。方法:(1)利用C57/BL6J小鼠和免疫缺陷性裸鼠建立非小细胞肺癌皮下移植瘤模型,C57/BL6J模型小鼠分别给予环磷酰胺、G-Rh2以及两者联合进行治疗,裸鼠给予G-Rh2治疗。采用小鼠活体成像技术以及直接测量瘤体积的方法检测小鼠肿瘤的大小。肝脏苏木素和伊红染色(hematoxylin and eosin,H&E)切片观察小鼠肝脏的病理情况,生化试剂盒检测小鼠血清中谷丙转氨酶(alanine transaminase,ALT)和谷草转氨酶(aspartate transaminase,AST),肾脏中肌酐(creatinine,CRE)和尿素氮(urea nitrogen,BUN)的含量评估小鼠的肝肾功能。流式细胞术(flow cytometry,FCM)检测小鼠免疫细胞的增殖、分化及免疫相关分子的表达。采用混合淋巴细胞反应(mixed lymphocyte reaction,MLR))检测评估树突状细胞(dendritic cells,DCs)体外刺激T淋巴细胞增殖的能力。利用酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immune sorbent assay,ELISA)的方法测量小鼠血清中细胞因子的水平。(2)C57/BL6J小鼠连续两周腹腔注射甲氨蝶呤或者一次性给予4Gy X射线全身放疗建立两种免疫低下模型。小鼠给予免疫增强剂胸腺五肽(thymopentin,TP-5)、G-Rh2进行治疗,每天监测小鼠体重。采用FCM检测免疫细胞的增殖、分化和功能,以及免疫相关分子的表达,ELISA试剂盒检测血清中细胞因子的水平,评估G-Rh2对免疫功能的影响。(3)为检测G-Rh2对脂质代谢的影响,我们利用生化试剂盒,检测了小鼠血清中脂肪酸(fatty acid,FA)、酮体、高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)、总胆固醇(total cholesterol,TC)和总甘油三酯(total triglycerides,TG)的含量。实时定量PCR(quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)和蛋白质印迹法(western blot)检测小鼠肝脏中、小鼠正常肝细胞AML12、小鼠树突状细胞DC2.4、小鼠肺癌细胞LLC中磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)-蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)信号通路、固醇调节原件结合蛋白1(sterol regulatory element binding protein 1,SREBP-1)和脂肪酸合成酶(fatty acid synthetase,FASN)的信使RNA(message RNA,mRNA)以及蛋白表达水平。为检测G-Rh2是否通过调控PI3K-AKT信号通路影响SREBP-1和FASN的表达,给予PI3K-AKT信号通路的抑制剂(LY294002)和激动剂(740Y-P)作用于AML12、DC2.4、LLC之后,检测PI3K、AKT、SREBP-1和FASN的表达。采用免疫荧光技术检测AML12、DC2.4核内以及核外SREBP-1的表达。给予SREBP-1的抑制剂Fatostin作用于AML12、DC2.4、LLC,检测G-Rh2是否通过调控SREBP-1影响FASN的表达,从而调节FA合成。利用免疫共沉淀(chromatin immunoprecipitation assays,ChIP)的方法检测G-Rh2对SREBP-1和FASN相互作用的影响。此外,为探究FASN是否与G-Rh2的免疫调控相关,我们利用FASNfl/fl小鼠尾静脉高压注射Cre质粒,建立肝脏特异性FASN敲除小鼠,给予G-Rh2作用两周之后,采用FCM检测免疫功能的变化。结果:(1)G-Rh2显著抑制肿瘤的生长,减少肿瘤部位癌细胞的聚集,与CY联合应用时显著增强CY的抗肿瘤疗效。体外实验表明G-Rh2抑制人肺腺癌细胞A549的增殖,但不影响正常人肝细胞L02细胞的增殖。提示G-Rh2具有抑癌效果,但不影响正常细胞生长。此外,G-Rh2维持小鼠体重稳定增长,增长速率接近正常小鼠。当与CY联用时,减小CY对小鼠体重的影响。而且,G-Rh2对小鼠肝脏没有损伤,减少血清中ALT、AST、CRE和BUN的产生,减轻小鼠肝肾功能的损伤。(2)G-Rh2显著上调NSCLC小鼠胸腺、淋巴结中CD8+T细胞的比例,上调胸腺中CD4+T细胞的比例;增加脾脏中自然杀伤细胞(natural killing cells,NK)细胞的数量,减少脾脏中调节性T细胞(regulatory T cells,Tregs)的数量;上调DCs表面CD86、主要组织相容性复合体II(major histocompatibility complex,MHCII)的表达水平,促进DCs的成熟,下调DCs表面程序性死亡分子配体(programmed death molecular ligands 1,PD-L1)的表达水平,增强DCs刺激T细胞增殖的能力,促进免疫功能的增强。(3)对于免疫缺陷性小鼠,G-Rh2减轻放疗和甲氨蝶呤对小鼠体重的影响,增加免疫器官中CD4+T细胞和CD8+T细胞的数量,上调T细胞表面受体(T cell receptor,TCR)的表达,减少髓来源的免疫抑制细胞(bone marrow-derived immunosuppressive cells,MDSC)的数量,上调DCs表面MHCII的表达,下调DCs表面PD-L1的表达。此外,G-Rh2促进血清中白介素2(interleukin,IL-2)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor,TNF-α)的分泌。G-Rh2逆转小鼠的免疫缺陷状态,增强免疫功能,减轻放疗和甲氨蝶呤对小鼠造成的损伤。(4)G-Rh2抑制NSCLC小鼠肝脏中FA合成相关基因的表达,促进FA分解相关基因的表达,抑制FA的合成,上调酮体的水平,下调糖皮质激素的水平。G-Rh2抑制PI3K-AKT信号通路的表达,下调SREBP-1和FASN的表达,抑制SREBP-1和FASN的相互作用,从而抑制SREBP-1对FASN的转录调控,下调FASN的表达。对于肝脏特异性FASN缺乏小鼠,给予G-Rh2治疗之后,小鼠的免疫功能无显著变化,提示G-Rh2对免疫的影响与FASN相关。结论:(1)G-Rh2与CY联合应用时具有协同抗肿瘤疗效,不仅显著增强CY的抗肿瘤疗效,还能改善CY导致的免疫低下。此外,G-Rh2能减轻CY导致的肝肾功能损伤,维持小鼠体重正常。此外,G-Rh2增强免疫缺陷小鼠的免疫功能。(2)G-Rh2通过调控肝脏FA代谢增强免疫功能。G-Rh2抑制FA合成,促进FA分解,促进酮体的产生,降低糖皮质激素的水平。当小鼠肝脏缺乏FASN时,G-Rh2不能有效发挥免疫调控效应。(3)G-Rh2抑制PI3K-AKT信号通路,抑制SREBP-1的核转位,降低核内SREBP-1的表达,抑制SREBP-1对FASN转录的调控,下调FASN的表达。