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前期,本课题组已经对粒毛盘菌YM130胞外多糖(LEP130)的结构进行了解析,并发现了LEP130的抗肿瘤活性。然而其抗肿瘤作用机制尚不清楚。本文研究了LEP130的抗肿瘤作用及其与化疗药物的协同作用,并对其作用机制进行了初步的探讨。主要研究结果如下:1)利用体外实验研究了LEP130与5-氟尿嘧啶(5-FU)联用对Hep G2细胞的抑制作用。MTT实验结果表明,LEP130与5-FU联用对Hep G2细胞活性具有显著的抑制作用,该抑制作用强于LEP130或5-FU单独处理,并且两者间具有显著的协同作用。而LEP130对人皮肤成纤维细胞HSF、人正常肝细胞LO2没有明显作用,这表明LEP130对正常细胞是安全无毒的。Western blot等实验结果表明,LEP130能降低胸苷酸合酶和二氢嘧啶脱氢酶的表达,从而抑制5-FU的降解失活。另外,LEP130能抑制Ras/Raf/MEK/ERK和PI3K/Akt/m TOR介导的细胞存活通路,增强Hep G2细胞对5-FU的敏感性,防止细胞产生耐药性。LEP130还能抑制Nrf2介导的细胞抗氧化防御系统,增加细胞内活性氧,并破坏线粒体膜电位,激活线粒体凋亡途径。还发现,LEP130能促进p53活化,抑制NF-κB及其下游靶蛋白的表达,导致细胞周期停滞在S期,并且抑制DNA碱基切除修复和错配修复,继而增强5-FU的作用效果。因此,LEP130与5-FU通过多种方式发挥体外抑制Hep G2细胞的协同增效作用。2)采用H22荷瘤小鼠模型,研究了LEP130与环磷酰胺(CTX)对H22肿瘤生长的抑制作用。结果表明,LEP130能激活Fas/Fas L介导的死亡受体途径,增加相关蛋白(如caspase 3、caspase 8、PARP1等)的表达,并通过t-Bid激活线粒体凋亡途径。LEP130还能通过抑制血管生成相关蛋白(如VEGF、b FGF、MMPs等)的表达,减少瘤内血管生成。此外,LEP130能提高H22荷瘤小鼠的脾脏指数和胸腺指数,促进T细胞、NK细胞和巨噬细胞向肿瘤组织中浸润,增加血清和肿瘤组织中免疫因子(IFN-γ、IL-1β、IL-2和TNF-α)的含量,继而激活抗肿瘤免疫系统抑制肿瘤的生长。还发现,LEP130能抑制Stat3和NF-κB介导的细胞存活蛋白(如Bcl-2、Bcl-XL、Survivin等)的表达,并抑制H22肿瘤细胞产生多药耐药性,继而增强CTX的抑瘤作用。同时发现LEP130能显著改善由CTX导致的肝损伤、肾损伤、免疫抑制等副作用,促进机体恢复健康。以上结果表明,LEP130与CTX联用能协同抑制H22荷瘤小鼠肿瘤的生长,并且LEP130能缓解CTX引起的副作用。3)利用S180荷瘤小鼠模型,研究了LEP130对抗肿瘤免疫系统的作用。体外实验表明LEP130不能抑制S180细胞的增殖,而体内实验证实LEP130能显著抑制S180荷瘤小鼠肿瘤的生长。实验结果表明,LEP130主要通过激活机体免疫系统来发挥抑瘤作用。对S180荷瘤小鼠进行灌胃处理后发现,LEP130能引起辅助性T细胞向Th1型极化,并促进Th1细胞因子(IL-2和IFN-γ)的表达;抑制辅助性T细胞向Th2型极化,并抑制Th2细胞因子(IL-4和IL-10)的表达。另外,LEP130引起的高水平的IFN-γ被证明能调节肿瘤微环境中的巨噬细胞分型,促进巨噬细胞向M1型极化,继而发挥抑瘤作用。此外,LEP130能通过增加抑瘤性免疫细胞(如白细胞、B细胞和NK细胞等)和抑瘤性免疫细胞趋化因子(如CXCL9、CXCL10和CXCL13等),抑制免疫抑制性细胞(如骨髓源性抑制细胞、调节性T细胞等)、免疫抑制细胞趋化因子(如G-CSF、M-CSF、CCL22等)以及免疫抑制因子(如TGF-β、IL-10、PEG2等),改善免疫抑制性肿瘤微环境,增强免疫系统对肿瘤细胞的杀伤作用。最后,体外实验表明,LEP130能通过TLR4介导的NF-κB信号通路直接诱导原代巨噬细胞向M1型转化,发挥抑瘤作用。以上结果表明,LEP130能激活机体免疫系统抑制S180荷瘤小鼠肿瘤的生长。4)采用AOM/DSS诱导的小鼠结肠癌模型,研究了LEP130对结肠癌的抑制作用以及对肠道菌群的影响。LEP130能显著缓解AOM/DSS导致的结肠癌小鼠体重减轻、结肠长度缩短,并有效抑制了结肠肿瘤的发生。另外,LEP130能显著改善结肠癌小鼠肠道的病理状况,缓解AOM/DSS导致的肠道损伤,并通过增加ZO-1、occludin、E-cadherin等蛋白的表达恢复肠屏障完整性。LEP130还能降低结肠癌小鼠结肠组织中的促炎因子(TNF-α、IL-6、IL-1β和IFN-γ)水平,抑制组织炎症。16S r RNA高通量测序结果表明,LEP130能改善结肠癌小鼠肠道菌群的结构与组成,增加肠道菌群的丰度和物种多样性。LPE130能降低(机会)致病菌和病原菌(如副杆菌属、大肠志贺氏杆菌、脱硫弧菌属、螺杆菌属、毛螺菌属-NK4A136组和厌氧支原体属等)的相对丰度,并增加短链脂肪酸产生菌和益生菌(如瘤胃梭菌属、毛螺菌属、雷沃氏菌属-NK3B31组、双歧杆菌属和罗斯氏菌属等)的相对丰度。非靶向代谢组学结果表明,LEP130能显著改善结肠癌小鼠肠道菌群的代谢状况,降低肠道中鹅去氧胆酸、脱氧胆酸和石胆酸含量,增加短链脂肪酸(乙酸、丙酸、正丁酸)和δ-生育酚含量,从而抑制结肠癌的发生。相关性分析结果表明,肠道菌群的调节与代谢物的变化具有高度的相关性。以上结果表明,LEP130能够抑制结肠癌的发生,并且这种抑制作用可能与LEP130对肠道微生物群及其代谢产物的调节相关。