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背景与目的:在正常细胞,低剂量辐射(LDR)能增强细胞增殖能力与细胞活性,即兴奋效应;预先给予LDR可以减轻后续高剂量辐射造成的损伤,即适应性反应。而在肿瘤细胞,LDR能抑制肿瘤细胞生长并增强高剂量辐射对肿瘤细胞的杀伤作用。将LDR应用于肿瘤治疗中,既可以保护正常组织又可协同杀伤肿瘤,从而提高肿瘤治疗效果,这将为肿瘤的综合治疗探索一种新模式。过继性免疫效应细胞治疗是将肿瘤患者自身或异体的抗肿瘤细胞,在体外经细胞因子诱导、激活和扩增,再回输到患者体内,直接或间接杀伤肿瘤细胞,并提高机体抗肿瘤能力的一种疗法。然而,将LDR作用于这种免疫效应细胞,能否增强其活性,提高过继性免疫治疗效果,以及LDR诱导免疫增强效应的分子机制,目前尚未完全阐明。深入探讨LDR的免疫活性增强效应及其分子机制,将为LDR应用于肿瘤治疗提供科学依据。本研究观察LDR对恶性肿瘤患者外周血来源的NK细胞免疫活性的影响,检测经过低剂量辐射后NK细胞杀伤活性、杀伤相关细胞因子以及蛋白表达水平的改变,并从p38MAPK信号转导通路角度对其机制进行研究。方法:本研究首先分离并培养24例恶性肿瘤病人外周血来源的NK细胞,在培养前、后分别观察细胞形态及数量变化,并应用流式细胞仪检测表面特征CD3-CD56+的NK细胞比例的变化,了解NK细胞体外扩增能力;应用LDH细胞毒性试剂盒检测给予25、75、200和500mGy剂量辐射后NK细胞对恶性肿瘤细胞的杀伤活性变化,以及低剂量辐射后2、24和48h后NK细胞的杀伤活性改变;应用ELISA试剂盒检测给予不同剂量照射后,NK细胞培养体系上清液中细胞因子TNF-α及IFN-γ的分泌水平变化;应用Western blot法检测75mGyLDR后NK细胞杀伤相关蛋白FasL和perforin的表达;同时为验证LDR诱导NK细胞免疫增强效应的信号转导机制,加入p38MAPK信号通路抑制剂,再次进行NK细胞杀伤活性、细胞因子及细胞杀伤相关蛋白的表达。结果:1.经过14d体外培养前后对比检测表明,恶性肿瘤患者外周血来源的NK细胞可经体外培养并成倍扩增,约扩增110倍;2. LDR后NK细胞杀伤活性较未照射组显著增强,尤以75mGy剂量照射后培养24h的杀伤活性最强,最高达79.33%;3. LDR后NK细胞培养体系上清液中细胞因子TNF-α和IFN-γ的分泌水平均升高,尤以75mGy剂量照射后培养24h分泌水平最高,TNF-α的分泌水平达到(30.57±0.79) pg/ml,IFN-γ达到(15.61±0.53) pg/ml;4. NK细胞接受75mGy剂量照射后培养24h其杀伤相关蛋白FasL、perforin的表达量均显著增加;5.与未照射组比较,LDR后NK细胞杀伤相关细胞因子TNF-α和IFN-γ含量及蛋白p38MAPK、FasL、perforin表达水平均升高(p<0.05),且与杀伤活性呈正相关(p<0.05)。抑制p38MAPK信号通路激活后,NK细胞的杀伤活性、细胞因子TNF-α、IFN-γ及相关蛋白p38MAPK、FasL、perforin的表达量均下降。结论:1.低剂量辐射可诱导恶性肿瘤患者外周血来源NK细胞免疫活性增强;2.这种免疫增强效应的发生机制可能与激活p38MAPK信号转导通路密切相关。本研究的创新之处在于,证明LDR后NK细胞具有更显著的杀伤活性,且杀伤相关细胞因子及蛋白表达水平显著升高;证明LDR诱导NK细胞免疫活性增强效应机制可能与p38MAPK信号转导通路有关;提出将LDR应用于肿瘤细胞免疫治疗中,可显著增强体外培养免疫细胞活性,最终达到综合有效治疗肿瘤的目的。