沈 瑋 田 庚 (吉林省婦幼保健院,吉林 長(zhǎng)春 3006)
CD4+CD25+調(diào)節(jié)性 T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)是健康個(gè)體T細(xì)胞庫(kù)的組成成分,是一類具有免疫抑制效應(yīng)的細(xì)胞,能抑制T細(xì)胞對(duì)外源和自體抗原的免疫反應(yīng),因此在維持對(duì)自身成分免疫耐受的同時(shí),也可能阻止機(jī)體對(duì)自體同源腫瘤細(xì)胞的免疫。因此,CD4+CD25+Treg細(xì)胞很可能影響著免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤抗原的應(yīng)答,從而影響腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。CD4+CD25+Treg細(xì)胞可通過(guò)分泌抑制性細(xì)胞因子TGF-β1和IL-10發(fā)揮免疫下調(diào)作用〔1〕。
Brunkow等〔2〕報(bào)道,胸腺和外周淋巴組織中自然產(chǎn)生的CD4+CD25+Treg細(xì)胞可特異表達(dá)一種轉(zhuǎn)錄因子Foxp3,F(xiàn)oxp3是Treg細(xì)胞發(fā)育的一個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子〔3〕。
本文檢測(cè)上皮性卵巢癌患者外周血中CD4+CD25+Treg細(xì)胞數(shù)量及其相關(guān)基因Foxp3 mRNA的表達(dá)以及TGF-β1和IL-10含量的變化,探討CD4+CD25+Treg細(xì)胞與腫瘤發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系及臨床意義。
1.1 臨床資料 卵巢癌患者20例(來(lái)自吉林大學(xué)第二醫(yī)院),其中漿液性囊腺癌13例,黏液性囊腺癌7例,年齡28~64〔平均(43.14±9.48)〕歲。非腫瘤患者10例作對(duì)照,年齡21~53〔平均(37.4±10.26)〕歲。腫瘤患者術(shù)前未進(jìn)行放、化療,抽取靜脈血2 ml,EDTA抗凝。所有病例均手術(shù)病理確診。
1.2 標(biāo)本采集、處理 EDTA抗凝血2 ml,應(yīng)用Ficoll密度梯度離心法分離出外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC),計(jì)數(shù),取1×106個(gè)細(xì)胞標(biāo)記抗CD4-PE單克隆抗體和抗CD25-FITC單克隆抗體進(jìn)行FACS檢測(cè),剩余細(xì)胞加入Trizol試劑后置-80℃冰箱凍存,備RT-PCR檢測(cè)。外周靜脈血3 ml,4℃靜置3 h,3 000 r/min離心20 min,分離血清,-70℃儲(chǔ)存以備ELISA檢測(cè)使用。重組TGF-β1及IL-10 ELISA試劑盒購(gòu)自上海森雄公司。
1.3 FACS檢測(cè) 熒光抗體標(biāo)記的淋巴細(xì)胞懸液4℃下避光孵育30 min,PBS洗滌,然后進(jìn)行FACS檢測(cè)。
1.4 RT-PCR反應(yīng) cDNA的逆轉(zhuǎn)錄采用Takara的AMV RTase,按說(shuō)明書進(jìn)行操作。通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)確定PCR反應(yīng)條件和最適循環(huán)數(shù),以保證PCR產(chǎn)物量與起始cDNA量呈線性相關(guān)。①人Foxp3的引物:正義5'-CTACGCCACGCTCATCCGCTGG-3'和反義:5'-GTAGGGTTGGAACACCTGCTGGG-3',片段大小為260 bp。②內(nèi)參β-actin引物序列為:正義:5'-TTCCAGCCTTCCTTCCTGG-3';反義:5'-TTGCGCTCAGGAGGAGCAAT-3',片段大小:224 bp。采用Ex Taq DNA聚合酶,反應(yīng)條件為:94℃預(yù)變性 5 min,隨后進(jìn)行40 次循環(huán)(94℃ 20 s,60℃ 20 s,72℃ 30 s),最后72℃延伸10 min。
1.5 RT-PCR產(chǎn)物的檢測(cè) 取5 μl PCR產(chǎn)物點(diǎn)樣于1.5%的瓊脂糖凝膠,其中含0.5 μg/ml溴乙錠。5 V/cm進(jìn)行電泳,凝膠掃描成像系統(tǒng)記錄電泳結(jié)果。用Imagemaster VDS(Pharmacia Biotech)圖像分析軟件分析光密度值,以Foxp3/β-actin光密度比值表示Foxp3 mRNA表達(dá)水平,瓊脂糖電泳以100 bp DNA ladder V(鼎國(guó))相對(duì)分子質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn),實(shí)驗(yàn)各組RT-PCR擴(kuò)增的Foxp3及β-actin條帶與相對(duì)分子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)位置相同。
1.6 TGF-β1和IL-10含量的測(cè)定 按TGF-β1及IL-10 ELISA試劑盒說(shuō)明書繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線。利用同一條件下測(cè)得的標(biāo)本OD值,實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組血清濃度依標(biāo)準(zhǔn)曲線查出,計(jì)算濃度時(shí)乘以稀釋倍數(shù)。
2.1 各組外周血中CD4+CD25+/CD4+T細(xì)胞比例的差異
漿液性囊腺癌患者外周血CD4+CD25+T細(xì)胞占CD4+T細(xì)胞的比例〔(23.48±12.23)%〕較非腫瘤病人〔(11.17±7.35)%〕明顯增高(P<0.05)。黏液性囊腺癌病人外周血CD4+CD25+T細(xì)胞占CD4+T細(xì)胞的比例〔(21.41±8.91)%〕與非腫瘤病人相比較也明顯增高(P<0.05)。
2.2 人PBMC中FOXP3 mRNA的表達(dá) 漿液性囊腺癌〔(6.28±1.08)%〕和黏液性囊腺癌〔(5.17±0.95)%〕病人外周血PBMC中Foxp3 mRNA表達(dá)量均明顯高于非腫瘤病人〔(3.43±0.51)%〕(P<0.05)。
2.3 外周血中TGF-β1、IL-10的含量 漿液性及黏液性囊腺癌患者外周靜脈血中 TGF-β1的含量〔(51.48±12.23)%,(49.41±10.91)%〕較非腫瘤病人〔(18.17±7.35)%〕均明顯增高(P<0.05)。漿液性及黏液性囊腺癌患者外周靜脈血中IL-10的含量〔(15.83+5.16)%,(16.56+4.24)%〕較非腫瘤病人〔(6.39+2.85)%〕也明顯增高(P<0.05)。
在生理狀態(tài)下,機(jī)體免疫系統(tǒng)具有免疫監(jiān)視作用防止腫瘤的發(fā)生。然而,研究表明在癌癥患者中免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤抗原常表現(xiàn)為弱的免疫應(yīng)答,從而不能有效清除腫瘤細(xì)胞,導(dǎo)致臨床腫瘤的發(fā)生。這種對(duì)腫瘤抗原弱免疫應(yīng)答的原因很可能是由于腫瘤抗原為變化了的自身抗原,因此,維持自身耐受的機(jī)制也在對(duì)腫瘤發(fā)揮著耐受作用,使之“逃逸”免疫監(jiān)視。
研究表明,正常情況下機(jī)體內(nèi)Treg的免疫學(xué)意義是維持機(jī)體免疫穩(wěn)態(tài),其作用方式是動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)體免疫平衡,有防止免疫反應(yīng)無(wú)限制擴(kuò)大及抑制自身免疫反應(yīng)發(fā)生的作用。體內(nèi)Treg的數(shù)量和功能狀態(tài)對(duì)機(jī)體免疫穩(wěn)態(tài)的維持有重要意義,理論上Treg數(shù)量過(guò)少或功能不足會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的免疫性損害,甚至出現(xiàn)自身免疫性疾病。這種情況已在很多疾病中得到證實(shí)。但Treg數(shù)量過(guò)多或功能過(guò)強(qiáng)的情況不多,目前還主要在腫瘤患者上有報(bào)道。
CD4+CD25+Treg在機(jī)體內(nèi)維持一定水平,因此在正常人外周血中能夠檢測(cè)到Treg表達(dá),其表達(dá)水平可在一定程度上反映機(jī)體的免疫狀況。但是,即使對(duì)于健康成人外周血的Treg水平,目前尚沒有進(jìn)行大規(guī)模普查,不同作者報(bào)道的表達(dá)值不盡相同,Dieckmann〔4〕報(bào)道 CD4+CD25+T細(xì)胞占 CD4+T細(xì)胞的比例為 2.8% ~17.2%,Ichihara等〔5〕報(bào)道為 7.2%,Jonuleit等〔6〕報(bào)道0.7% ~5.5%。Baecher-Allan等〔7〕報(bào)道為 10%. 這些報(bào)道均存在檢測(cè)樣本量較少的缺點(diǎn),其數(shù)值不能代表Treg的正常值,只能說(shuō)明其大致范圍和相對(duì)變動(dòng)情況。因?yàn)門reg可能隨內(nèi)外環(huán)境變化而出現(xiàn)較大范圍的變動(dòng)。為了解Treg在健康成人的外周血中表達(dá)情況,本文檢測(cè)了10例健康成人外周血的Treg表達(dá)率,結(jié)果Treg占CD4+T細(xì)胞的比例為(11.17±7.35)%,與其他研究者報(bào)道類似,說(shuō)明本研究所得結(jié)果基本屬于正常表達(dá)范圍,可以作為深入研究的對(duì)照基礎(chǔ)。
大量的實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明,由CD4+CD25+Treg細(xì)胞介導(dǎo)的對(duì)自身反應(yīng)性細(xì)胞的調(diào)節(jié)也是自身免疫耐受建立的重要機(jī)制之一。因此,可以推測(cè)CD4+CD25+Treg細(xì)胞在維持自身耐受的同時(shí),也可以抑制腫瘤免疫的發(fā)生。研究表明,CD4+CD25+Treg細(xì)胞可以通過(guò)不同的機(jī)制抑制不同類型的細(xì)胞參與的腫瘤排斥反應(yīng)。Shimizu〔8〕等證實(shí)去除CD4+CD25+Treg細(xì)胞可誘導(dǎo)對(duì)同源腫瘤細(xì)胞的免疫反應(yīng),也可以促進(jìn)腫瘤病變部位的前炎癥反應(yīng),從而利于誘導(dǎo)對(duì)多種腫瘤抗原的免疫應(yīng)答,證明了CD4+CD25+Treg細(xì)胞可以抑制體內(nèi)抗腫瘤免疫反應(yīng)。
Foxp3特異性地表達(dá)于Treg細(xì)胞,可作為Treg細(xì)胞的一個(gè)特異標(biāo)志,而且調(diào)節(jié)著該類細(xì)胞的發(fā)育和功能。Foxp3是Treg細(xì)胞發(fā)育的一個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。在人類Foxp3不僅可表達(dá)于CD4+CD25+T細(xì)胞〔9〕,還可表達(dá)于 CD8+CD28+T細(xì)胞(稱為抑制性T細(xì)胞)〔10〕。表達(dá)Foxp3的T細(xì)胞均具有免疫抑制作用,推測(cè)Foxp3的表達(dá)可能是導(dǎo)致這些細(xì)胞發(fā)揮其抑制作用的主要原因。
本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)漿液性囊腺癌患者和黏液性囊腺癌患者外周血CD4+CD25+Treg細(xì)胞數(shù)量明顯升高,并且外周血中Foxp3表達(dá)明顯增強(qiáng),表明漿液性囊腺癌患者和黏液性囊腺癌患者CD4+CD25+Treg細(xì)胞不但數(shù)量增加,而且功能增強(qiáng)。因此,有利于腫瘤耐受的形成,降低免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤免疫應(yīng)答,促進(jìn)腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。
CD4+CD25+Treg細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞間接觸發(fā)揮抑制作用,另有研究認(rèn)為該細(xì)胞能分泌免疫下調(diào)性細(xì)胞因子如TGF-β和IL-10等發(fā)揮免疫抑制功能,TGF-β1和 IL-10等細(xì)胞因子對(duì)CD4+CD25+Treg細(xì)胞的抑制功能有重要的作用,CD4+CD25+Treg細(xì)胞的接觸依賴抑制作用受 TGF-β1 和 IL-10 調(diào)節(jié)〔11,12〕。IL-10能協(xié)助幼稚T細(xì)胞分化成為調(diào)節(jié)性T細(xì)胞,抑制樹突細(xì)胞表達(dá)協(xié)同分子而間接抑制T細(xì)胞反應(yīng)。而CD4+CD25+Treg細(xì)胞又可分泌IL-10,CD4+CD25+Treg細(xì)胞與IL-10間的正反饋調(diào)節(jié)可能促進(jìn)免疫耐受。TGF-β1也是維持CD4+CD25+Treg細(xì)胞數(shù)量和功能的重要因子〔13〕,TGF-β1在體外可以誘導(dǎo)人外周血CD4+CD25+Treg細(xì)胞增生。一般認(rèn)為CD4+CD25+Treg細(xì)胞膜表面結(jié)合的TGF-β1可能是細(xì)胞間相互作用的效應(yīng)分子,抗TGF-β1單克隆抗體能明顯削弱CD4+CD25+Treg細(xì)胞調(diào)控T細(xì)胞的抑制功能。TGF-β1在早期抑制上皮性卵巢癌生長(zhǎng),但在晚期促進(jìn)上皮性卵巢癌的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移〔14〕。TGF-β1和TGF-β3表達(dá)增強(qiáng)以及它們各自受體的缺失能促使腫瘤的產(chǎn)生和發(fā)展,使腫瘤更易復(fù)發(fā),對(duì)化療藥物耐藥。血管生成在卵巢癌發(fā)展和轉(zhuǎn)移中是必不可少的,有研究發(fā)現(xiàn)TGF-β1陽(yáng)性并伴有VEGF強(qiáng)陽(yáng)性的血管密度明顯高于TGF-β1陰性、VEGF弱陽(yáng)性的血管密度??梢奣GF-β1與VEGF共表達(dá)能促進(jìn)血管生成,從而有利于血管的生長(zhǎng)。
本文證實(shí)上皮性卵巢癌患者外周血中免疫抑制性因子TGF-β1和IL-10均較正常對(duì)照組明顯增高。表明TGF-β1和IL-10與CD4+CD25+Treg細(xì)胞協(xié)同作用,引起免疫耐受,促進(jìn)上皮性卵巢癌的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移具有重要的作用。綜上所述,CD4+CD25+Treg細(xì)胞是一種重要的具有免疫調(diào)節(jié)作用的T淋巴細(xì)胞,與免疫抑制性因子TGF-β1和IL-10協(xié)同作用,促進(jìn)上皮性卵巢癌的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移。但其作用機(jī)制及CD4+CD25+Treg細(xì)胞與TGF-β1,IL-10的相互影響,還有待深入研究。
1 Zhao ZX,F(xiàn)eng XB,Shi T,et al.The comparison of CD4+CD25+Treg,IL-10 and TGF-beta from lymph and blood in bronchial asthmatic rat and the effect of dexamethasone on it〔J〕.Xi Bao Yu Fen Zi Mian Yi Xue Za Zhi,2010;26(3):238-41.
2 Brunkow ME,Jeffery EW,Hjerrild KA,et al.Disruption of a new forkhead/winged-helix protein,scurfin,results in the fatal lymphoprolifera-tive disorder of the scurfy mouse〔J〕.Nat Genet,2001;27(1):68-73.
3 Fontenot JD,Gavin MA,Rudensky AY,et al.Foxp3 programs the development and function of CD4+CD25+regulatory T cells〔J〕.Nat Immunol,2003;4:330-6.
4 Dieckmann D,Plottner H,Berchtold S,et al.Ex vivo isolation and characterization of CD4+CD25+T cells with regulatory properties from human blood〔J〕.J Exp Med,2001;193(11):1303.
5 Ichihara F,Kono K,Takahashi A,et al.Increased populations of regulatory T cells in peripheral blood and tumor-infiltrating lymphocytes in patients with gastric and esophageal cancers〔J〕.Clin Cancer Res,2003;9(12):4404.
6 Jonuleit H,Schmitt E,Stassen M,et al.Identification and functional characterization of human CD4+CD25+T cells with regulatory properties isolated from peripheral blood〔J〕.J Exp Med,2001;193(11):1285.
7 Baecher-Allan C,Brown JA,F(xiàn)reeman GJ,et al.CD4+CD25 high regulatory cells in human peripheral blood〔J〕.J Immunol,2001;167(3):1245.
8 Shimizu J,Yamazaki S,Sakaguchi S.Induction of tumor immunity by removing CD4+CD25-T cell:a common basis between tumor immunity and autoimmunity〔J〕.J Immunol,1999;163:5211-8
9 Morgan ME,van Bilsen JH,Bakker AM,et al.Expression of FOXP3 mRNA is not confined to CD4+CD25+T regulatory cells in humans〔J〕.Hum Immunol,2005;66(1):13-20.
10 Suciu-Foca N,Manavalan JS,Scotto L,et al.Molecular characterization of all specific T suppressor and tolerogenic dendritic cells:review〔J〕.Int Immunopharmacol,2005;5(1):7-11.
11 Liu G,Ma H,Qiu L,et al.Phenotypic and functional switch of macrophages induced by regulatory CD4+CD25+T cells in mice〔J〕.Immunol Cell Biol,2011;89(1):130-42.
12 Wang X,Zhou S,Chi Y,et al.CD4+CD25+Treg induction by an HSP60-derived peptide SJMHE1 from Schistosoma japonicum is TLR2 dependent〔J〕.Eur J Immunol,2009;39(11):3052-65.
13 Fogle JE,Mexas AM,Tompkins WA,et al.CD4+CD25+T regulatory cells inhibit CD8+IFN-gamma production during acute and chronic FIV infection utilizing a membrane TGF-beta-dependent mechanism〔J〕.AIDS Res Hum Retroviruses,2010;26(2):201-6.
14 Rodriguez GC,Haisley C,Hurteau J,et al.Regulation of invasion of epithelial ovarian carcinoma by transforming growth factor-beta〔J〕.Gynecol Oncol,2001;80:245-53.