IL-36β在胰腺癌肿瘤免疫微环境中的作用及机制探究

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目的 白细胞介素-36β(Interleukin-36β,IL-36β)是白介素-36家族(IL-36α,IL-36β,IL-36γ,IL-36Ra)的成员之一,属于白细胞介素-1(Interleukin-1,IL-1)超家族。研究表明IL-36家族分子在多种恶性肿瘤中发挥着抗肿瘤作用,但是IL-36β在胰腺癌的作用及其机制尚未阐明。在本研究中,我们检测IL-36β mRNA在胰腺癌组织及癌旁组织标本中的表达情况,分析IL-36β mRNA水平与胰腺癌患者病理特征及术后生存的关系;建立胰腺癌小鼠皮下移植瘤模型,研究IL-36β在胰腺癌肿瘤免疫微环境中的作用及其机制;进行体外刺激实验来验证IL-36β对自然杀伤细胞(Natural killer cell,NK)的刺激作用。方法(1)收集苏州大学附属第一医院2015年1月至2017年1月胰腺癌手术标本48例,使用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)法,检测肿瘤组织和癌旁组织中IL-36β mRNA的水平;分析IL-36β mRNA在胰腺癌组织和癌旁组织中是否存在差异性表达;收集48例胰腺癌患者临床数据并进行术后随访,分析IL-36β mRNA的表达水平与胰腺癌患者的临床病理特征及生存情况之间的关系。(2)使用慢病毒感染Panc02胰腺癌细胞株构建过表达IL-36β的Panc02细胞株并使用嘌呤霉素进行筛选得到过表达IL-36β的稳定株。对C57BL/6小鼠进行Panc02细胞株皮下注射以构建小鼠皮下荷瘤模型,对小鼠肿瘤生长情况进行监测,绘制生长曲线;相同方法构建小鼠皮下荷瘤模型,对荷瘤小鼠进行生存分析。无菌条件下摘取荷瘤小鼠肿瘤,使用流式细胞分析技术对肿瘤微环境中免疫细胞亚群分布差异进行检测,探究IL-36β对胰腺癌肿瘤微环境中免疫细胞的影响。(3)获取BALB/c小鼠脾脏NK细胞进行体外扩增培养,然后使用IL-36β对其进行体外刺激,观察IL-36β对NK细胞的直接影响。结果(1)在48例胰腺癌患者的癌组织中,IL-36β mRNA的表达均显著低于癌旁组织(P<0.05);IL-36β在胰腺癌组织中的表达与胰腺癌患者的肿瘤分化程度、TNM分期相关,以IL-36β mRNA表达量中位数为标准将胰腺癌患者分为IL-36βmRNA表达高值组和低值组,IL-36β mRNA表达高值的患者肿瘤分化程度更高,肿瘤分期更早(P=0.042,P=0.035),而性别、年龄、肿瘤直径及肝脏寡转移等临床医学病理特征的分布无明显相关(P>0.05);生存分析结果显示:IL-36β mRNA表达高值组患者的术后总生存时间明显高于低值组患者(P=0.024)。(2)对荷瘤小鼠监测结果显示:与Panc02-WT和Panc02-VEC组相比,Panc02-IL-36β组小鼠皮下移植瘤的生长速度较慢、最终成瘤体积较小(P<0.01),Panc02-IL-36β组的小鼠生存时间明显延长(P=0.0117)。(3)流式细胞分析显示,与Panc02-WT和Panc02-VEC组相比,Panc02-IL-36β组肿瘤微环境中,CD45+肿瘤浸润淋巴细胞(Tumor infiltrating lymphocytes,TILs)和NK细胞的比例明显增高(P<0.01);在对瘤内抗原提呈细胞(Antigen presenting cells,APCs)分析中,CD103+树突状细胞(CD103+dendritic cell,CD103+DC)的比例明显增高(P<0.01)。(4)体外实验显示,相比于空白对照组,IL-36β组NK细胞活细胞的数量和IFN-γ的产量并没有显著的增加(P>0.05);与空白对照组和单独使用IL-2组相比,同时添加IL-36β和IL-2可导致活NK细胞数量和IFN-γ产量的显著增加(P<0.001)。结论 IL-36β在胰腺癌中表达明显低于癌旁组织,IL-36β表达水平与胰腺癌的进展及预后密切相关,提示IL-36β可能具有抗肿瘤作用。IL-36β联合IL-2可以刺激NK细胞的增殖和活化;IL-36β可抑制小鼠皮下移植瘤的生长并延长小鼠的生存时间;IL-36β可通过调节肿瘤微环境中特定免疫细胞亚群的分布而发挥抗肿瘤作用。
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