曹芹雪 任 璐 田 君 王 寧 張冬麗 李艷云 (河南大學(xué)淮河醫(yī)院婦產(chǎn)科,開封 475000)
宮頸癌是發(fā)病率僅低于乳腺癌的女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤,是女性死亡的主要病因之一[1-2]。免疫逃逸是指腫瘤細(xì)胞逃避機體免疫系統(tǒng)監(jiān)控,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞失控性增生、轉(zhuǎn)移,在宮頸癌發(fā)生、發(fā)展中具有重要作用[3-4]。因此,解除免疫逃逸,開展免疫治療為改善腫瘤預(yù)后帶來了新的希望。目前某些化療藥物可能通過促進腫瘤免疫原性增強對免疫系統(tǒng)做出獨特貢獻,但其毒副作用較大,患者常因無法耐受而放棄治療[5]。隨著醫(yī)藥學(xué)的發(fā)展,抗癌藥物研發(fā)熱點已逐漸轉(zhuǎn)向從傳統(tǒng)中藥中分離具有抗腫瘤活性的天然藥物。靈芝多糖(ganoderma lucidum polysaccharides,GLP)提取自赤芝或紫芝干燥子實體,具有抗氧化、抗衰老、免疫調(diào)節(jié)及抗腫瘤等藥理作用[6]。已有研究證實,GLP 可通過調(diào)節(jié)免疫功能抑制肝癌細(xì)胞HepG2增殖及體外遷移[7]。目前關(guān)于GLP 對宮頸癌免疫逃逸的影響及機制研究較少,本研究通過建立宮頸癌荷瘤小鼠模型,觀察GLP對其腫瘤及免疫逃逸的影響,并探討其機制。
1.1 材料
1.1.1 實驗動物及細(xì)胞懸液 SPF 級ICR 雌性小鼠60只,5周齡,體質(zhì)量(20±2)g,購自北京華阜康生物科技股份有限公司,許可證號:SYXK(京)2019-0022;宮頸癌U14細(xì)胞懸液,購自上海美軒生物科技有限公司。
1.1.2 藥物、主要試劑和儀器 GLP(純度>98%,廣州市百芝生物技術(shù)有限公司,批號:Q320981 DCTS009);ICOS 抑制劑ICOS 單克隆抗體(ICOS‐mAb)(亞諾法生技股份有限公司,批號:MAB6976);兔抗鼠誘導(dǎo)性共刺激分子(inducible co-stimulator,ICOS)、誘導(dǎo)性共刺激分子配體(inducible co-stimu‐lator ligand,ICOSL)一抗(武漢菲恩生物科技有限公司,批號:FNab04110、FNab04114);山羊抗兔IgG 二抗(北京百奧萊博科技有限公司,批號:WK355-FOV);FACSCalibu 流式細(xì)胞儀系統(tǒng)(美國BD 公司);Glite UV 凝膠成像系統(tǒng)(江蘇偉禾生物科技有限公司)。
1.2 方法
1.2.1 模型建立及分組 60 只小鼠中隨機抽取10只設(shè)為正常組,其余50只無菌條件下右腋皮下接種0.2 ml宮頸癌U14細(xì)胞懸液(細(xì)胞密度1×107個/ml),繼續(xù)回籠飼養(yǎng)。7 d后采用游標(biāo)卡尺測定腫瘤體積,即寬度2×長度/2。腫瘤體積150~250 mm3時提示建模成功。將建模成功的40只小鼠隨機分為荷瘤組、GLP組、抑制劑組、GLP+抑制劑組,各10只。
1.2.2 干預(yù)方式以及測定腫瘤體積 建模成功后當(dāng)天開始干預(yù)。根據(jù)人與動物劑量換算公式確定藥物用量,GLP 組GLP 200 mg/kg 灌胃,與抑制劑組等量的生理鹽水腹腔注射;根據(jù)文獻[8]確定ICOS‐mAb 用量,抑制劑組ICOSmAb 100 μg/kg 腹腔注射,與GLP組等量的生理鹽水灌胃;GLP+抑制劑組藥物用法及用量同GLP 組、抑制劑組;正常組與荷瘤組灌胃、腹腔注射等量生理鹽水。1次/d,連續(xù)干預(yù)14 d。開始干預(yù)后第2、4、6、8、10、12、14天測量,并記錄腫瘤大小。
1.2.3 分離小鼠外周血細(xì)胞 干預(yù)后第14天眼眶采血,取500 μl 新鮮血液,加入3 ml 紅細(xì)胞裂解液,4 ℃裂解10 min,3 000 r/min 離心10 min,離心半徑10 cm,棄去上清,再次加入3 ml 紅細(xì)胞裂解液,4 ℃裂解10 min,3 000 r/min離心10 min,離心半徑10 cm,棄去上清,PBS重懸,收集細(xì)胞沉淀。
1.2.4 流式細(xì)胞儀測定外周血髓源抑制性細(xì)胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)水平以及CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞水平 取外周血細(xì)胞懸液(含1×106個細(xì)胞),加入500 μl Binding buffer 懸液懸浮細(xì)胞,加入抗GR-1、CD11b 流式抗體,抗CD4、CD8單克隆抗體,遮光孵育30 min,3 000 r/min,離心10 min,離心半徑10 cm,棄去上清,PBS 洗滌,采用1%多聚甲醛定容,300 目細(xì)胞濾網(wǎng)過濾,4 ℃遮光保存,以陰性對照管設(shè)門,以多參數(shù)流式細(xì)胞術(shù)測定MDSCs 水平以及CD4+、CD8+T 淋巴細(xì)胞水平,其中GR-1+、CD11b+雙陽性者為MDSCs。
1.2.5 測定胸腺、脾臟指數(shù) 采血后稱取小鼠體質(zhì)量,脫頸處死小鼠,快速剝離腫瘤塊稱取腫瘤質(zhì)量;剖開胸腔、腹腔,快速分離胸腺、脾臟,PBS 反復(fù)沖洗,去除表面血污,濾紙吸干,稱重,計算胸腺(脾臟)指數(shù)=臟器質(zhì)量(mg)/體質(zhì)量(g)。
1.2.6 Western blot 測定腫瘤組織ICOS、ICOSL 蛋白相對表達量 取新鮮腫瘤組織塊,充分研磨后轉(zhuǎn)移至離心管,500 μl RIPA 裂解液冰上裂解,25 min后12 000 r/min,離心10 min,離心半徑8 cm,取上清用BCA 蛋白定量試劑盒定量,恒壓下行12%十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰氨凝膠電泳,電轉(zhuǎn)儀轉(zhuǎn)膜2 h,封閉液封閉2 h,與兔抗鼠ICOS、ICOSL 一抗(1∶1 000)混合,4 ℃搖床孵育過夜,TBST 洗滌,與山羊抗兔IgG 二抗(1∶5 000)混合后室溫孵育1 h,電化學(xué)發(fā)光法暗室中顯影、定影,凝膠成像系統(tǒng)掃描拍照,以ICOS、ICOSL條帶與GAPDH灰度值比值表示蛋白相對表達量。
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS19.0 軟件統(tǒng)計、分析數(shù)據(jù),計量資料以±s表示,多樣本資料比較用單因素方差分析,如Levene 檢驗方差齊,用單因素方差分析行總均值比較,用LSD-t行兩兩比較,如Levene檢驗方差不齊,用Welch檢驗行總體均值比較,然后用Dunnett T3 檢驗行兩兩比較。P<0.05 表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 腫瘤體積 第10、12、14 天腫瘤體積組間比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);第10、12、14 天抑制劑組、荷瘤組、GLP+抑制劑組、GLP 組腫瘤體積依次縮?。≒<0.05)。見圖1。
圖1 干預(yù)后各組腫瘤體積Fig.1 Tumor volume after intervention of each group
2.2 胸腺、脾臟指數(shù) 胸腺、脾臟指數(shù)組間比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);抑制劑組、荷瘤組、GLP+抑制劑組、GLP 組、正常組胸腺、脾臟指數(shù)依次升高(P<0.05,表1)。
2.3 外周血MDSCs 水平 抑制劑組、荷瘤組、GLP+抑制劑組、GLP 組、正常組外周血MDSCs 占比依次降低(P<0.05,表1、圖2)。
圖2 外周血MDSCs占比Fig.2 Proportion of MDSCs in peripheral blood
表1 胸腺、脾臟指數(shù)比較(±s,n=10)Tab.1 Comparison of thymus and spleen index(±s,n=10)
表1 胸腺、脾臟指數(shù)比較(±s,n=10)Tab.1 Comparison of thymus and spleen index(±s,n=10)
Note:1)P<0.05 vs normal group;2)P<0.05 vs tumor-bearing group;3)P<0.05 vs GLP group;4)P<0.05 vs inhibitor group.
Proportion of MDSCs/%8.02±0.92 53.47±6.821)36.71±4.391)2)62.03±6.951)2)3)44.89±5.271)2)3)4)Groups Normal Tumor-bearing GLP Inhibitor GLP+inhibitor Thymus index/(mg·g?1)4.71±0.52 2.42±0.411)3.98±0.471)2)1.36±0.241)2)3)3.01±0.371)2)3)4)Spleen index/(mg·g?1)6.78±0.74 3.85±0.471)5.98±0.621)2)3.11±0.511)2)3)4.37±0.491)2)3)4)
2.4 外周血CD4+、CD8+T 淋巴細(xì)胞占比,CD4+/CD8+比較 外周血CD4+、CD8+T 淋巴細(xì)胞占比,CD4+/CD8+組間比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);抑制劑組、荷瘤組、GLP+抑制劑組、GLP 組、正常組CD4+T淋巴細(xì)胞占比、CD4+/CD8+依次升高,CD8+T淋巴細(xì)胞占比依次降低(P<0.05,表2、圖3、圖4)。
圖3 外周血CD4+T淋巴細(xì)胞占比Fig.3 Proportion of CD4+T lymphocytes in peripheral blood
圖4 Western blot測定ICOS、ICOSL蛋白表達Fig.4 Western blot determination of ICOS and ICOSL protein expression
圖4 外周血CD8+T淋巴細(xì)胞占比Fig.4 Proportion of CD8+T lymphocytes in peripheral blood
表2 外周血CD4+、CD8+T 淋巴細(xì)胞占比、CD4+/CD8+比較(±s,n=10)Tab.2 Comparison of CD4+,CD8+T lymphocytes,CD4+/CD8+in peripheral blood(±s,n=10)
表2 外周血CD4+、CD8+T 淋巴細(xì)胞占比、CD4+/CD8+比較(±s,n=10)Tab.2 Comparison of CD4+,CD8+T lymphocytes,CD4+/CD8+in peripheral blood(±s,n=10)
Note:1)P<0.05 vs normal group;2)P<0.05 vs tumor-bearing group;3)P<0.05 vs GLP group;4)P<0.05 vs inhibitor group.
CD4+/CD8+1.89±0.21 0.66±0.071)1.38±0.161)2)0.50±0.061)2)3)1.01±0.141)2)3)4)Groups Normal Tumor-bearing GLP Inhibitor GLP+inhibitor CD4+/%61.53±5.41 30.14±4.621)50.24±5.061)2)25.31±3.211)2)3)41.03±5.171)2)3)4)CD8+/%32.54±3.21 45.79±3.951)36.33±3.241)2)50.52±5.171)2)3)40.56±4.011)2)3)4)
2.5 腫瘤組織ICOS、ICOSL 蛋白相對表達量 腫瘤組織ICOS、ICOSL 蛋白相對表達量組間比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);抑制劑組、荷瘤組、GLP+抑制劑組、GLP 組腫瘤組織ICOS、ICOSL 蛋白相對表達量依次升高(P<0.05,表3、圖4)。
表3 腫瘤組織ICOS、ICOSL蛋白相對表達量(±s,n=10)Tab.3 Relative expression of ICOS and ICOSL proteins in tumor tissues(±s,n=10)
表3 腫瘤組織ICOS、ICOSL蛋白相對表達量(±s,n=10)Tab.3 Relative expression of ICOS and ICOSL proteins in tumor tissues(±s,n=10)
Note:1)P<0.05 vs tumor-bearing group;2)P<0.05 vs GLP group;3)P<0.05 vs inhibitor group.
ICOSL 0.30±0.05 0.59±0.061)0.11±0.021)2)0.41±0.051)2)3)Groups Tumor-bearing GLP Inhibitor GLP+inhibitor ICOS 0.22±0.03 0.48±0.051)0.09±0.011)2)0.34±0.041)2)3)
研究認(rèn)為,腫瘤的發(fā)生及發(fā)展實質(zhì)上是宿主與腫瘤細(xì)胞間對抗、博弈的過程,而宿主免疫系統(tǒng)及免疫微環(huán)境的形成是腫瘤進展、轉(zhuǎn)移的重要影響因素[9-10]。從免疫學(xué)角度而言,腫瘤細(xì)胞是一群可不斷表達異常抗原(基因突變、缺失或修飾)與正??乖ɑ蜻^度表達)的宿主自身組織細(xì)胞,免疫逃逸機制導(dǎo)致機體對其免疫反應(yīng)低下或免疫無應(yīng)答[11]。中藥多糖是具有多種藥理作用的活性物質(zhì),毒副作用小,逐漸被應(yīng)用于惡性腫瘤的治療,但并非直接殺滅或損傷腫瘤細(xì)胞,而是激活細(xì)胞與體液免疫反應(yīng),作為生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑達到抑制腫瘤的目的,符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)通過解除免疫逃逸從而治療腫瘤的思路。
胸腺、脾臟是機體重要的免疫器官,脾臟是免疫細(xì)胞定居及免疫應(yīng)答場所,胸腺可誘導(dǎo)胸腺細(xì)胞分化為T 淋巴細(xì)胞亞群,并經(jīng)淋巴液或血液流動移至外周免疫器官誘導(dǎo)免疫應(yīng)答,兩者重量改變是衡量自身功能的重要指標(biāo)[12]。MDSCs 是來源于骨髓、介導(dǎo)宮頸癌形成免疫抑制微環(huán)境的關(guān)鍵性免疫抑制細(xì)胞,其被募集至淋巴結(jié)、脾臟、外周血及腫瘤微環(huán)境中,通過抑制T細(xì)胞來削弱機體先天、后天抗腫瘤的免疫功能,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞免疫逃逸[13]。T 細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫是機體抗腫瘤免疫系統(tǒng)的主要組成部分,其根據(jù)細(xì)胞表面分化抗原分為CD4+、CD8+細(xì)胞亞群。研究表明,多數(shù)腫瘤患者CD4+T 淋巴細(xì)胞亞群占比降低,CD8+T 淋巴細(xì)胞亞群占比相對升高,導(dǎo)致兩者比值降低,反映出機體細(xì)胞免疫功能狀態(tài)[14]。本研究結(jié)果顯示,與荷瘤組比較,GLP 組第10、12、14天腫瘤體積縮小,胸腺、脾臟指數(shù)提高,外周血MDSCs 占比降低,CD4+/CD8+升高,提示GLP具有抑制腫瘤及解除免疫逃逸的作用。GLP 作為一種生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑,可通過影響樹突狀細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及T 淋巴細(xì)胞等免疫相關(guān)細(xì)胞,誘導(dǎo)生成細(xì)胞因子,全面發(fā)揮調(diào)節(jié)機體細(xì)胞免疫的作用。LIU 等[15]研究GLP 對小鼠脾臟樹突狀細(xì)胞增殖具有明顯的促進作用,且可協(xié)同細(xì)胞因子發(fā)揮協(xié)同生長因子、類生長因子的作用,從而發(fā)揮抗癌作用。
抗原特異性T 細(xì)胞需刺激信號激活才能活化,其中共刺激信號由抗原呈遞細(xì)胞表面共刺激分子結(jié)合T 細(xì)胞上對應(yīng)受體產(chǎn)生,不僅對T 細(xì)胞增殖、分化及細(xì)胞因子釋放具有促進作用,并可減少其凋亡,缺乏該信號將造成T 細(xì)胞無能。ICOS 作為共刺激分子CD28家族重要成員,通過結(jié)合其配體ICOSL發(fā)揮作用,放大T 細(xì)胞對外源性抗原的反應(yīng),ICOS/ICOSL 共刺激通路在細(xì)胞、體液免疫中具有重要作用。既往研究發(fā)現(xiàn),ICOS/ICOSL 在結(jié)直腸癌、胃腸、白血病等中異常低表達,且其與預(yù)后具有相關(guān)性[16-18]。然而,目前關(guān)于ICOS/ICOSL 在宮頸癌免疫逃逸中的作用研究較少,甚至存在矛盾。本研究結(jié)果顯示,采用ICOS 抑制劑干預(yù)后,小鼠腫瘤體積較荷瘤組更大,胸腺指數(shù)、脾臟指數(shù)、CD4+/CD8+更低,外周血MDSCs 占比更高,并減弱GLP 的治療作用,且抑制劑組、荷瘤組、GLP+抑制劑組、GLP 組腫瘤組織ICOS、ICOSL 蛋白相對表達量依次升高,推測ICOS、ICOSL 低表達可能參與宮頸癌腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸,GLP 對宮頸癌的積極治療作用可能與激活I(lǐng)COS/ICOSL通路有關(guān)。
綜上所述,GLP 可抑制宮頸癌荷瘤小鼠腫瘤生長,抑制免疫逃逸,推測與激活I(lǐng)COS/ICOSL 通路有關(guān)。