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目的:Th17细胞代表一类新型CD4+T细胞亚群,并以其特征性分泌白介素17(IL-17)而被命名。Th17细胞在自身免疫性疾病和慢性炎症中的作用,已逐渐得到阐明,然而其在肿瘤中所发挥的作用目前尚无定论。Treg细胞代表另一类CD4+T细胞亚群,在诱导和维持免疫耐受中发挥重要作用。研究发现,Treg细胞可抑制机体的抗肿瘤免疫应答,并促进肿瘤的发展。细胞因子,如IL-1β、IL-6、IL-17、IL-21、IL-23和TGF-β不仅参与了自身免疫性疾病、慢性炎症和肿瘤的免疫病理过程,而且也参与调控Th17细胞和Treg细胞的分化发育。尽管目前人们对鼠Th17细胞的分化过程已逐渐形成共识,但对人Th17细胞的分化发育仍有争议。越来越多的证据表明,Th17细胞、Treg细胞及相关细胞因子与肿瘤免疫相关。然而,它们在结直肠癌发生发展过程中的具体作用及其调节机制目前仍不清楚。在本研究中,我们检测结直肠腺瘤(CRA)和结直肠癌(CRC)外周血中Th17细胞和Treg细胞的数量,及相关细胞因子IL-1β、IL-6、IL-17和IL-23浓度的变化;检测结直肠癌组织及相应的正常结直肠黏膜组织中Th17细胞的数量及相关细胞因子IL-1β、IL-6、IL-17、IL-21、IL-23和TGF-β浓度的变化;观察IL-1β、IL-6和TGF-β对Th17细胞分化的影响,从而探讨Th17细胞在结直肠癌发展过程中的作用及可能的机制。
方法:1.用流式细胞术检测结直肠腺瘤、结直肠癌患者和健康者外周血中的Th17/Treg细胞的数量变化;
2.用流式细胞术检测结直肠癌组织及相应的正常黏膜组织中Th17细胞的数量变化;
3.用ELISA法检测结直肠腺瘤、结直肠癌患者和健康者血清中IL-1β、IL-6、IL-17和IL-23的浓度变化;
4.用ELISA法检测癌组织和相应的正常黏膜提取液中IL-1β、IL-6、IL-17、IL-21、IL-23和TGF-β的浓度变化;
5.淋巴细胞培养法观察不同浓度的IL-1β、IL-6和TGF-β对Th17细胞增殖的影响。
结果:1.与健康对照相比,Th17细胞在腺瘤的外周血中数量较高,在结直肠癌的外周血中数量最高。Treg细胞具有类似的变化趋势,但其在结直肠癌与腺瘤外周血中的比例却无统计学差异。将腺瘤的Ⅰ级及腺癌的Ⅰ和Ⅱ期分别作为各自的早期阶段,腺瘤的Ⅱ级及腺癌的Ⅲ和Ⅳ期分别作为各自的晚期阶段,我们发现晚期外周血中Th17细胞比早期低,相反,Treg细胞在晚期外周血中却比早期高,二者均具有统计学差异。
2.与早期的癌组织相比,Th17细胞在晚期的癌组织含量增多,且有统计学差异:与患者自身的外周血及正常组织相比,Th17细胞在肿瘤组织中有增高的趋势,但无统计学差异。
3.与健康对照相比,IL-17和IL-23的浓度在腺瘤外周血中含量较高,在结直肠癌外周血中含量最高;IL-1β和IL-6的浓度则在结直肠癌的外周血中含量较高,在腺瘤的外周血中含量最高。根据疾病进展情况,我们发现晚期外周血中IL-1β、IL-17和IL-23的浓度比早期患者低,且有统计学差异;尽管IL-6的浓度在腺瘤晚期减低,但在腺癌晚期却增高。
4.与正常黏膜组织相比,结直肠癌组织可检测出高水平的IL-17和TGF-β;IL-1β、IL-21和IL-23在癌组织中有增高的趋势,IL-6则有减低的趋势,但均无统计学差异。基于疾病的进展,我们发现在腺癌早期,IL-6的浓度颇高,晚期则减低,而IL-1β的浓度恰好相反,即早期低,晚期高,且有统计学差异;IL-17、IL-21和IL-23在腺癌晚期增多而TGF-β却减低,但无统计学差异。
5.与高浓度的IL-6(50 ng/ml)或TGF-p(5 ng/ml)相比,低浓度的IL-6(25ng/ml)或TGF-β(0.5 ng/ml)均能促进外周血单个核细胞(PBMCs)中Th17细胞的扩殖;与单纯高浓度的IL-6相比,高浓度的IL-6和高浓度的TGF-β共同作用PBMCs反而促进Th17细胞的扩殖;与对照或单纯低浓度IL-1β(10 ng/ml)相比,高浓度的IL-1β(25 ng/ml)能促进PBMCs中Th17细胞的扩殖;与高浓度的IL-1β相比,高浓度的IL-1β和高浓度的TGF-β有抑制PBMCs中Th17细胞扩殖的作用,但无统计学差异。
结论:我们的结果表明,IL-1β、IL-6和TGF-β的不同浓度影响:PBMCs中Th17细胞的扩增。IL-1β、IL-6和IL-23浓度的变化可能是影响结直肠腺瘤和结直肠癌外周血中Th17细胞数量变化的主要原因之一;结直肠癌早期肿瘤组织中Th17细胞的数量可能与高浓度的IL-6和高浓度的TGF-β有关;而结直肠癌晚期肿瘤组织中Th17细胞数量的增加可能与低浓度的IL-6、高浓度的IL-1β和较低浓度的TGF-β有关。