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目的:通过荷瘤小鼠体内实验和骨髓来源巨噬细胞的体外实验,分析蛋氨酸脑啡肽(MENK)对肿瘤相关巨噬细胞及骨髓来源巨噬细胞功能表型的影响,探讨蛋氨酸脑啡肽调控巨噬细胞极化抗肿瘤的作用及其信号转导机制。
方法:应用流式细胞分析技术及激光扫描共聚焦显微技术定量分析检测脾脏巨噬细胞、肿瘤相关巨噬细胞及骨髓来源巨噬细胞细胞膜特异性标志物(F4/80)及功能表型CD64、CD206、MHC-Ⅱ类分子的表达:应用流式细胞分析技术分析肿瘤细胞凋亡及脾脏T细胞亚群的比例;应用酶联免疫吸附技术(ELISA)检测骨髓来源巨噬细胞分泌细胞因子IL-12、IL-10、TNF-α的水平;应用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测肿瘤相关巨噬细胞及骨髓来源巨噬细胞内与其表型相关细胞因子TNF-α、iNOS及Arg-1mRNA的表达水平;应用蛋白免疫印迹技术(western-blotting)定量分析骨髓来源巨噬细胞信号转导通路相关蛋白NF-kB及STAT6的表达。
结果:(1)蛋氨酸脑啡肽可以显著抑制荷瘤小鼠体内肿瘤的生长(p<0.05),延长荷瘤小鼠的生存时间,其生存率明显高于模型对照组(p<0.05)。(2)蛋氨酸脑啡肽可有效刺激肿瘤相关巨噬细胞的活化,提高抗原提呈能力,MENK治疗组CD64及MHC-Ⅱ(M1型巨噬细胞表面标志)表达明显高于模型对照组(p<0.01),而CD206(M2型巨噬细胞表面标志)表达明显低于模型对照组(p<0.01);(3)MENK治疗组CD4+IFN-γ+(Th1)细胞明显高于模型对照组(p<0.05),而CD4+IL-4+(Th2)细胞比例显著下降(p<0.05),表明蛋氨酸脑啡肽可有效诱导抗肿瘤免疫应答;(4)MENK治疗组肿瘤早期凋亡细胞明显高于模型对照组(p<0.01),晚期凋亡细胞及坏死细胞明显高于模型对照组(p<0.05)。(5)MENK治疗组肿瘤相关巨噬细胞iNOS及TNF-αmRNA(M1标志)的表达明显高于模型对照组(p<0.05),而Arg-1mRNA(M2标志)的表达明显低于模型对照组(p<0.01);(6)10-12M浓度作用48小时为MENK最佳作用浓度及时间,可明显上调骨髓来源巨噬细胞(BMDMs)CD64分子的表达,下调CD206的表达。MENK处理组CD64的表达明显高于RPMI1640组及IL-4处理组(p<0.01),同时高于MENK+IL-4处理组(p<0.05),与MENK+LPS+IFN-γ处理组及LPS+IFN-γ处理组比较也存在显著差异(p<0.01),MENK+IL-4处理组较IL-4处理组显著升高(p<0.01)。MENK处理组CD206的表达明显高于MENK+LPS+IFN-γ处理组(p<0.01)及LPS+IFN-γ处理组(p<0.05);同时,MENK处理组CD206的表达明显低于MENK+IL-4处理组及IL-4处理组(p<0.01);与IL-4处理组比较,MENK+IL-4处理组CD206的表达明显下调(p<0.01)。(7)MENK可明显促进BMDMs分泌Th1型细胞因子IL-12p40及TNF-α,其水平明显高于RPMI1640组(p<0.01)、MENK+IL-4处理组(p<0.01)及IL-4处理组(p<0.01),MENK+IL-4处理组TNF-α明显高于IL-4处理组(p<0.01);而MENK处理组IL-10水平与RPMI1640组比较显著降低(p<0.01),MENK处理组与IL-4处理组比较IL-10水平显著降低(p<0.01)。以上结果表明MENK可促进LPS+IFN-γ诱导的BMDMs分泌IL-12p40及TNF-α,同时可减少由IL-4诱导其分泌IL-10的水平;(8)MENK可明显增强LPS+IFN-γ或IL-4诱导的BMDMs内活性氧的水平(p<0.01);BMDMs经MENK处理后杀伤肿瘤细胞的活性明显高于RPMI1640组(p<0.01),MENK+IL-4处理组同样高于IL-4处理组(p<0.01),表明MENK可显著促进巨噬细胞介导的杀瘤效应;(9)MENK处理组iNOSmRNA水平明显高于RPMI1640组(p<0.05),MENK+LPS+IFN-γ处理组TNF-αmRNA水平较LPS+IFN-γ处理组明显升高(p<0.05)。Arg-1mRNA水平在MENK处理组与RPMI1640组两组间无显著差异(p>0.05),但MENK+IL-4处理组显著高于IL-4处理组(p<0.01),表明MENK可上调iNOS、TNF-αmRNA的表达,同时抑制Th2型细胞因子如IL-10的分泌,下调Arg-1mRNA的表达。(10)NF-κB的表达在MENK处理组明显高于RPMI1640组(p<0.01),MENK+LPS+IFN-γ处理组明显高于LPS+IFN-γ处理组(p<0.01),MENK+IL-4处理组高于IL-4处理组(p<0.05)。STAT6的表达在MENK处理组与RPMI1640组两组间无显著差异(p>0.05),但MENK+LPS+IFN-γ处理组明显低于LPS+IFN-γ处理组(p<0.01),MENK+IL-4处理组显著低于IL-4处理组(p<0.01),表明MENK可通过抑制由IL-4介导的STAT6信号通路的激活,有效上调NF-κB的表达,有利于M1型细胞因子和NF-κB位点的结合,从而有效调控巨噬细胞由M2型向M1型转化。
结论:(1)蛋氨酸脑啡肽可通过刺激肿瘤相关巨噬细胞向M1型的转化,有效抑制荷瘤小鼠体内肿瘤的生长,延长荷瘤小鼠的生存时间;(2)10-12M浓度的蛋氨酸脑啡肽可有效诱导骨髓来源巨噬细胞表达M1型巨噬细胞表型,并通过分泌相关细胞因子及活化产物激活有效的杀瘤效应。(3)蛋氨酸脑啡肽可通过抑制巨噬细胞内STAT6信号通路,激活NF-κB信号通路,上调M1型细胞效应因子的表达,诱导巨噬细胞向M1表型的转化,从而激活有效的抗肿瘤免疫应答。