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胃癌(stomachcancer)是消化道最常见的恶性肿瘤,具有较高的死亡率。胃癌在不同地区发病率存在明显差异。在我国胃癌发病居所有恶性肿瘤的首位,胃癌死亡约占所有肿瘤死亡的25%~30%。大多数国家的胃癌的预后非常差,一般患者5年生存率小于20%,目前胃癌的发病机制尚不完全清楚,肿瘤细胞可能通过促进免疫细胞的凋亡或者降低其功能而获得免疫逃逸,现有的主要的传统治疗手段如手术、放疗及化疗均未能显著改善患者的预后。随着对胃癌分子生物学机制研究的不断深入,肿瘤免疫治疗将为胃癌的治疗开辟了新的途径。
髓源抑制细胞(myeloid-derivedsuppressorcells,MDSC)是一群异质性细胞,来源于骨髓祖细胞和未成熟髓细胞。它是树突状细胞(dendriticcells,DCs)、巨噬细胞和(或)粒细胞的前体。MDSC最早被定义为CD11b+Gr1+细胞,在荷瘤小鼠的骨髓以及脾脏中以及在肿瘤患者的外周血中MDSC的数量有大幅度的增加,1980年MDSC被证实具有免疫抑制功能。MDSC可以通过直接或者间接途径调控先天和获得性免疫,在荷瘤小鼠体内,MDSC在淋巴结大量扩增后被招募至肿瘤部位来发挥免疫抑制功能。肿瘤部位的MDSC的激活能够上调诱导性一氧化氮合酶(iduciblenitricoxidesynthase,iNOS)、精氨酸酶1(arginase1,ARG-1)和活性氧(reactiveoxygen-species,ROS)的表达。同时MDSC还分泌经典的免疫抑制因子白介素-10(interleukin-10,IL-10)和转化生长因子-β(transforminggrowthfactor-β,TGF-β)。通过以上途径,MDSC在肿瘤微环境中可以直接抑制抗肿瘤免疫反应。
本研究包括二部分内容,分述如下:
一、西地那非对胃癌移植瘤小鼠髓源抑制细胞免疫活性的调节作用
目的:应用流式细胞术检测胃癌移植瘤小鼠外周血中MDSC以及T细胞亚群比例,探讨西地那非对胃癌移植瘤小鼠外周血髓源抑制细胞的比例以及免疫功能变化的调节机制。
方法:建立胃癌MFC荷瘤小鼠模型,6周龄雌性615小鼠18只随机分为三组:正常对照组、荷瘤小鼠+PBS组和荷瘤小鼠+西地那非组。接种移植瘤24h后每天给予西地那非灌胃,另一荷瘤组每天给予等体积的PBS灌胃。通过计算抑瘤率观察西地那非的体内抗肿瘤活性,应用流式细胞术检测外周血MDSC、T细胞亚群比例。
结果:与正常对照组比较,胃癌移植瘤小鼠外周血MDSC的比例升高(P<0.05),外周血CD4+/CD8+的比值降低(P<0.05)。外周血MDSC比例与CD4+/CD8+比值呈显著负相关(r=-0.858)。与荷瘤小鼠+PBS组相比,西地那非可抑制胃癌移植瘤小鼠肿瘤生长,移植28天后,西地那非的抑瘤率为41.2%,同时可以降低荷瘤小鼠外周血MDSC的比例(P<0.05),升高外周血CD4+/CD8+的比值(P<0.05)。
结论:胃癌移植瘤小鼠外周血MDSC比例升高,导致免疫功能紊乱。西地那非可能通过抑制MDSC数量比例,调节T细胞亚群的比例,增强抗肿瘤免疫,抑制肿瘤生长。
二、胃癌移植瘤小鼠髓源抑制细胞的免疫抑制的机制研究
目的:体外检测胃癌移植瘤小鼠骨髓来源MDSC对淋巴细胞增殖抑制情况,探讨胃癌移植瘤小鼠骨髓来源MDSC参与免疫逃逸的机制。
方法:采用磁珠分选技术体外分离正常小鼠和胃癌移植瘤小鼠骨髓来源的MDSC,将胃癌移植瘤小鼠骨髓来源的MDSC与纯化的脾脏淋巴细胞按不同比例共培养,流式细胞术检测经CFSE标记的脾脏淋巴细胞的增殖、流式细胞术检测细胞凋亡以及ELISA方法检测正常小鼠和荷瘤小鼠骨髓来源的MDSC细胞培养上清中细胞因子IL-10、TGF-β水平。在1∶1比例共培养体系中分别加入一氧化氮合酶非特异性抑制剂L-NMMA(终浓度500μmol/L),精氨酸酶抑制剂nor-NOHA(终浓度500μmol/L),TGF-β抑制剂SB431542(终浓度3μmol/L),用CCK8方法检测骨髓初始MDSC亚群对淋巴细胞增殖抑制能力。
结果:荷瘤小鼠骨髓来源的MDSC分泌的免疫抑制因子IL-10、TGF-β的水平高于正常小鼠骨髓来源的MDSC分泌的量(P<0.05)。流式细胞术检测CFSE标记的淋巴细胞的增殖结果示:骨髓来源的MDSC与脾脏淋巴细胞的比例为2∶1比例、1∶1比例和0.5∶1时,淋巴细胞的增殖率都低于对照组(P<0.05),而且淋巴细胞的增殖率随着共培养体系中MDSC的比例增加而降低(P<0.05)。MDSC与淋巴细胞比例为2∶1和1∶1的凋亡率高于对照组(P<0.05),其中2∶1组的凋亡率高于1∶1组(P<0.05),但是0.5∶1组与对照组相比无统计学差异。L-NMMA组和nor-NOHA组的增殖率高于对照组(P<0.05),但SB431542组的增殖率与对照组相比无统计学差异。
结论:胃癌移植瘤小鼠骨髓来源的MDSC能通过抑制淋巴细胞增殖、促进淋巴细胞凋亡、促进免疫抑制因子的释放,抑制机体免疫反应,诱导免疫逃逸。一氧化氮合酶非特异性抑制剂L-NMMA和精氨酸酶抑制剂nor-NOHA能削弱MDSC对淋巴细胞的免疫抑制作用。