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程序性死亡蛋白-1(PD-1)是免疫细胞表面表达一种免疫抑制分子,与肿瘤细胞表面表达的程序性死亡蛋白受体1(PD-L1)相互作用形成PD-1/PD-L1免疫检查点途径。这一途径的激活会导致肿瘤发生免疫逃逸,促使疾病发展。基于PD-1免疫疗法就是通过使用PD-1抑制剂阻断PD-1与PD-L1之间的免疫抑制通路,激活机体免疫,进而杀灭肿瘤细胞,起到治疗疾病的作用。PD-1抑制剂已成为目前临床中用于治疗易转移恶性肿瘤的常用药物。而益生菌作为新型的抗癌佐剂能通过调节肠道菌群,提高机体免疫,减缓肿瘤生长。因此,本研究旨在探讨益生菌与PD-1抑制剂抗肿瘤之间的关系本研究以实验室益生菌库中保藏的植物乳杆菌BC299(Lactobacillus plantarum BC299)、嗜酸乳杆菌W563(Lactobacillus acidophilus W563)、马乳酒样乳杆菌ZW18(Lactobacillus kefiranofaciens ZW18)、植物乳杆菌MA2(Lactobacillus plantarum MA2)和假小链双歧杆菌W112(Bifidoabcterium pseudocatenulatum W112)为研究对象,建立B16-F10黑色素瘤小鼠模型,通过对肿瘤体积及形态、肿瘤免疫、机体免疫、肠道菌群、肠道屏障、血清代谢等方面的检测,研究了这5株益生菌的复配产物(5mix)以及单株益生菌对PD-1抑制剂治疗小鼠黑色素瘤的影响及作用机制。本试验的研究结果如下:(1)为了评价5mix对PD-1抑制剂治疗黑色素瘤的影响。本研究对黑色素瘤模型小鼠分别进行了5mix和PD-1抑制剂的联合干预以及只接受PD-1抑制剂的干预。结果表明,灌胃5mix有效减缓了PD-1抑制剂治疗小鼠的肿瘤生长,并且在实验结束时,黑色素瘤体积的生长抑制率由39.02%升至70.88%;同时,5mix和PD-1抑制剂联合干预的小鼠肿瘤中CD8+T细胞浸润丰富,IFN-γ表达由951.82±36.15pg/m L增加到1025.66±42.52 pg/m L。实验还发现,在机体免疫方面,5mix和PD-1抑制剂的联合干预促进了机体的免疫激活并缓解了免疫抑制。因此,补充5mix增强了PD-1抑制剂治疗小鼠黑色素瘤的效果。(2)为了揭示5mix促进PD-1抑制剂抗肿瘤效果的作用机制,本研究利用高通量测序技术以及液质联用技术,研究了5mix和PD-1抑制剂的联合干预小鼠以及只接受PD-1抑制剂的干预小鼠的肠道菌群以及血清代谢物谱。结果显示,灌胃5mix可以优化PD-1抑制剂治疗小鼠的肠道微生物组成,促使肠道中Lactobacillales,Defluviitaleaceae_UCG_011和Bifidobacterium等微生物显著增加。同时,灌胃5mix调节了PD-1抑制剂治疗小鼠的血清代谢产物,促使血清中咖啡酸(cafferic acid),L-苯丙氨酸(L-phenylalanine)等与机体免疫相关代谢产物的相对含量增加。因此,5mix可能是通过调节肠道菌群,促进血清中免疫相关代谢产物的积累,刺激肿瘤免疫,从而促进PD-1抑制剂的抗肿瘤作用。(3)为进一步评价不同种属益生菌菌株对PD-1抑制剂抗肿瘤的影响。本研究将BC299、W563、ZW18和MA2这四株益生菌分别与PD-1抑制剂联合对黑色素瘤小鼠进行干预。结果显示,ZW18联合PD-1抑制剂对减缓肿瘤生长的效果最好,肿瘤体积生长抑制率为68.28%;同时,ZW18和PD-1抑制剂联合干预的小鼠肿瘤中CD8+T细胞浸润最丰富,IFN-γ的表达量最高。在机体免疫方面,W563和PD-1抑制剂联合干预在缓解免疫抑制的效果最好,ZW18和PD-1抑制剂联合干预在机体免疫激活的效果最好。综合可得,ZW18是促进PD-1抑制剂抗肿瘤效果最好的单株益生菌。(4)为了揭示ZW18促进PD-1抑制剂抗肿瘤效果的作用机制,通过高通过量测序和RT-q PCR技术分析了ZW18和PD-1抑制剂的联合干预小鼠以及只接受PD-1抑制剂的干预小鼠的肠道菌群和肠道屏障。结果发现,灌胃ZW18显著增加了PD-1抑制剂治疗小鼠的物种丰富度,改变了肠道微生物的组成,促使肠道中与肿瘤免疫治疗相关的微生物Prevotellaceae_NK3B31_group、Muribaculum和Akkermansia的显著富集。实验结果还显示,灌胃ZW18后显著改善了PD-1抑制剂治疗小鼠的结肠组织形态,并增加了结肠紧密连接蛋白Claudin3和ZO-1的相对表达水平。