肿瘤是严重危害人类生命健康的疾病之一,发病率逐年上升。虽然肿瘤发生、发展与转移的机制尚未明确,但大量研究表明,肿瘤可能是一种诸如外因通过内因发病的疾病,内因包括原癌基因的活化或抑癌基因的失活,肿瘤细胞以及机体免疫细胞功能的失调等。长期以来免疫相关细胞以及细胞因子在肿瘤的发生发展和转移中起到了重要作用,如中性粒细胞,Th17细胞,Treg细胞,DC细胞等。其中一些研究提示嗜酸性粒细胞(Eosinophils,Eos)对于肿瘤的发生发展和转移或许也存在调控作用。嗜酸性粒细胞是1879年Paul Ehrlich命名的一类白细胞,在健康个体外周血白细胞中占极低比例。嗜酸性粒细胞在生理条件下发挥着机体固有免疫以及适应性免疫的调节,介导组织损伤修复,维持内环境的稳定等多种功能。此外,嗜酸性粒细胞被视为多功能白细胞,最新研究证明有促进B细胞发育和增殖以及引起干细胞损伤等"新功能"。在某些病理条件如寄生虫感染宿主或过敏性疾病如嗜酸性粒细胞性支气管的患者中,嗜酸性粒细胞在外周血以及组织中的数目会显著增多。近年来越来越多的临床证据表明"肿瘤相关性嗜酸性粒细胞增多"现象,存在于结直肠癌,乳腺癌,卵巢癌宫颈癌,口腔鳞状细胞癌,霍奇金淋巴瘤和前列腺癌等多种肿瘤,该现象多与患者良好的预后相关,提示着嗜酸性粒细胞可能存在潜在的抗肿瘤作用。另一方面,有观点认为关于嗜酸性粒细胞浸润为主的过敏性反应或炎症能够降低肿瘤发生风险,但也有动物实验的证据表明过敏性炎症能促进肿瘤的发生发展和转移。此外,细胞因子在肿瘤微环境中是必需的,涉及肿瘤生长和进展的调节。嗜酸性粒细胞可以分泌多种细胞因子,一些相关的细胞因子的作用近年来越来越受到重视,例如白细胞介素5(IL-5)。IL-5由淋巴细胞,肥大细胞,Ⅱ型先天淋巴细胞,以及嗜酸性粒细胞产生并分泌。是嗜酸性粒细胞分化成熟和存活关联最密切的重要因子。嗜酸性粒细胞表面高表达IL-5受体。IL-5的缺乏直接导致血液和外周组织中嗜酸性粒细胞水平明显降低,而CD3+T细胞表达IL-5启动子则导致机体嗜酸性粒细胞增多。很多研究提示IL-5涉及了肿瘤的病理过程,但结果存在争议。因此,假设Eos对肿瘤发生、发展、转移确切起关键作用的话,Eos将会成为癌症治疗的重要靶点。但目前绝大部分针对Eos对肿瘤的研究都停留在流行病学调查的基础上,关于Eos在肺癌发生发展以及癌症肺转移过程中的作用和机制却鲜有研究报导。本实验分两部分进行研究:(1)利用本实验室丰富的与Eos相关的基因敲除和转基因小鼠(如Phil、NJ1638)以及肺癌诱导模型小鼠(P53f/f/KrasG12D)资源,深入开展Eos在整体动物模型中对肿瘤发生、发展和转移的研究,并分离嗜酸在移植瘤模型进行验证。(2)利用Eos相关的基因敲除和转基因小鼠(如Phil、NJ1638),并通过肿瘤转移造模方案探究Eos在肿瘤肺转移中的作用机制。第一部分Eos在Kras基因突变诱导的肺癌发生发展中的调控作用及机制目的研究Eos在Kras基因突变诱导的肺癌发生发展过程中的调控作用及其机制。方法1.利用Eos相关的基因敲除和转基因小鼠(Phil,NJ1638等)与肺癌诱导模型小鼠KrasG12D,P53f/f)的杂交鼠,通过腺病毒气道滴注(Ade-Cre)的方式进行肺癌模型的构建。2.取以上造模小鼠在不同时间点肿瘤组织进行病理HE半定量分析,探究嗜酸性粒细胞过多,嗜酸性粒细胞正常,以及嗜酸性粒细胞缺失条件对肺癌的发生和发展是否有促进或抑制作用。3.检测缺失了嗜酸性粒细胞的小鼠的肺癌组织与正常肺癌小鼠的组织先关免疫细胞类型的差异。探究嗜酸性粒细胞是否调控了肺癌局部的微环境。4.把嗜酸分离过继到WT小鼠体内,构建移植瘤模型进一步验证嗜酸对肿瘤的调控功能。结果1.NJ-P53/Kras肿瘤组织早期有大量嗜酸性粒细胞浸润,但肿瘤组织的发生(早期生长数目)未受显著影响。2.Phil-P53/Kras嗜酸性粒细胞缺失,但肿瘤的进展未受到显著的影响。3.缺失了嗜酸的小鼠肿瘤组织T细胞比例未受到明显影响。过继嗜酸的移植瘤模型未体现出显著差异。结论动物模型中Eos对Kras突变诱导的肺癌发生发展无显著影响。第二部分Eos肿瘤肺转移的调控作用及在机制研究目的研究Eos和(或)IL-5在肿瘤肺转移的调控作用及相关机制。方法1.健康的NJ1638小鼠和同窝WT小鼠,肺转移模型以尾静脉注射小鼠肺腺癌细胞系LLC和小鼠黑色素瘤细胞系B16-F10构建。于12天后(B16-F10组)或21天后(LIC组)处理小鼠,检测肺表面转移灶个数,肺组织HE及肿瘤增殖凋亡。2.建立早期肿瘤细胞肺转移模型,将带荧光的肿瘤细胞标记后注射到小鼠体内,观察早期时间点肿瘤细胞在肺组织定殖是否有影响。3.检测肺通透性对肺转移的早期定殖的作用。结果1.NJ小鼠体内明显缓解肿瘤肺转移,肺表明肿瘤数目明显减少,肺转移灶大小和增殖凋亡不受显著影响。2.将荧光标记的肿瘤细胞注射到小鼠体内,NJ小鼠对肿瘤的早期转移有明显的的缓解作用;3.该结果与NJ小鼠体内肺血管内皮细胞通透性对肿瘤细胞的通透性改变较弱有关。并不完全依赖于Eos。结论动物模型中CD3+T细胞过表达IL-5能够通过介导肺血管通透性改变阻断肿瘤肺转移,该现象不完全依赖于Eos的存在。