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背景:肺癌（Lung cancer）是全球范围内发病率最高、死亡人数最多的癌症之一,它主要包括非小细胞肺癌（Non-small cell lung cancer,NSCLC）和小细胞肺癌（Small cell lung cancer,SCLC）两大类。随着细胞免疫疗法在肿瘤治疗上的应用,巨噬细胞在癌症发展和转移中发挥的作用也越来越受到重视。巨噬细胞在免疫应答中起着至关重要的作用,同时也与肿瘤存在密切联系。目前已经有研究证明促炎性M1型巨噬细胞可以吞噬肿瘤细胞,抑制肿瘤生长。体外分化人诱导性多能干细胞（Human induced pluripotent stem cells,hi PS）为巨噬细胞（human induced pluripotent stem cells-derived macrophages,hi PS-Mφ）,解决了传统意义上的巨噬细胞因获取复杂等来源的限制,同时也解决了存在异质性、遗传操作的不便性、伦理道德问题和免疫排斥反应等缺点,为体外探究巨噬细胞在肿瘤治疗中的作用提供了细胞来源。研究方法:1.首先采用类胚体（Embryonic body,EB）诱导分化的方法,诱导hi PS分化为巨噬细胞（hi PS-Mφ）样细胞,通过形态学和生物学功能两方面鉴定巨噬细胞样细胞是否为真正的有活性的hi PS-Mφ。2.通过建立hi PS-Mφ与肺癌细胞（H1975、PC-9）小室共培养模型,采用细胞增殖检测（Cell counting kit-8,CCK-8）法、结晶紫染色法检测在不同比例（hi PSMφ:肺癌细胞=1:5、1:2、1:1、2:1和5:1）共培养对肺癌细胞活力的影响,并使用酶联免疫法（Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA）检测肿瘤微环境中细胞因子释放量变化的方法探索共培养对肿瘤微环境的影响。3.为了进一步阐明共培养对肺癌细胞的作用机制,通过流式细胞术、蛋白印迹（Western blot,WB）等方法检测共培养对肺癌细胞凋亡及凋亡相关蛋白表达的影响;同时,使用透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope,TEM）对共培养后的肺癌细胞进行亚显微水平观察;进一步通过Western blot方法,对共培养后的肺癌细胞进行凋亡、自噬等相关信号通路的蛋白表达检测。研究结果:1.通过EB诱导分化法得到的hi PS-Mφ具有圆形、椭圆形、不规则形、伪足和凸起等典型巨噬细胞特有的形态特征,吉姆萨染色呈阳性,通过流式细胞术检测获得的hi PS-Mφ中表面抗原均表达CD11b,同时诱导6 d的hi PS-Mφ中表达M1型巨噬细胞表面标记抗原CD86的为59.6%,表达M2型巨噬细胞表面标记抗原CD206的为18.2%,证明所获得的hi PS-Mφ中M1型巨噬细胞居多。2.hi PS-Mφ与肺癌细胞共培养48 h后CCK-8检测结果显示,随着hi PS-Mφ比例的增加,共培养后H1975、PC-9两种肺癌细胞的活力下降越显著;进一步选取1:1和2:1两个比例分别进行12、24、48和72 h共4个时间点的共培养时间验证实验,结果显示当共培养时间为48 h时,肺癌细胞的细胞活力下降最为显著,进一步验证了选择48 h作为共培养时间是可行的;其后,采用48 h作为共培养处理时间,结晶紫染色结果显示,随着hi PS-Mφ比例的增加,共培养后两种肺癌细胞的活力下降越显著,其中,比例为5:1时肺癌细胞活力下降最显著;ELISA检测结果显示,与对照组相比,H1975细胞培养上清中,TNF-α的分泌量先随着hi PS-Mφ比例的增加而降低,但当比例为2:1和5:1时,TNF-α的分泌量相对对照组而言显著升高;IL-6的分泌量在比例为1:5和1:2时显著升高,比例为1:1和5:1时IL-6的分泌量无显著变化,比例为2:1时IL-6的分泌量显著下降;PC-9细胞上清中,与对照组相比,TNF-α的分泌量均显著升高;IL-6的分泌量均显著下降。综上,共培养会降低肺癌细胞活力以及改变肿瘤微环境并使免疫抑制肿瘤微环境改变为炎性肿瘤微环境。3.共培养48 h后,流式细胞仪检测细胞凋亡结果显示,H1975细胞共培养组凋亡率分别为:1:5组为14.2±2.11%,1:2组为16.7±2.40%,1:1组为22.1±0.45%,2:1组为25.8±0.78%,5:1组为33.9±0.0.59%,均显著高于对照组的11.5±3.48%;PC-9细胞组凋亡率分别为:1:5组为15.4±0.65%,1:2组为17.7±1.13%,1:1组为29.9±0.67%,2:1组为32.1±0.60%,5:1组为48.5±0.0.21%,均显著高于对照组的10.6±4.72%;说明共培养体系中hi PS-Mφ的数量与肺癌细胞的凋亡程度呈正相关。Western blot检测结果表明,两株肺癌细胞中促凋亡相关蛋白Bax与抗凋亡相关蛋白Bcl-2的比值（即Bax/Bcl-2比值）增加,说明与hi PS-Mφ共培养会促进肺癌细胞的凋亡;透射电子显微镜（TEM）观察结果表明,与hi PS-Mφ共培养后,两株肺癌细胞均出现较明显的凋亡现象:表面微绒毛逐渐减少甚至消失,核染色质固缩、边集,核膜褶皱,胞质紧实等。同时,在观察过程中,发现肺癌细胞中有自噬体;Western blot法检测共培养后肺癌细胞中凋亡、自噬相关等信号通路蛋白的表达,结果表明,共培养对肺癌细胞的作用与EGFR及其下游信号通路PI3K/AKT/m TOR信号通路有关,并且在这过程中细胞凋亡与细胞自噬可能共同作用。结论:本研究通过EB诱导分化法获得大量hi PS-Mφ,在此基础上通过将hi PS-Mφ与肺癌细胞进行Transwell共培养建立共培养模型,并初步阐明了共培养过程中hi PS-Mφ对肺癌细胞的作用及机制,为巨噬细胞应用于肺癌及其他癌症治疗策略提供了新的思路。