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小干擾RNA抑制樹突細胞瘤苗白細胞介素-10受體對食管癌細胞免疫效應的研究進展

2018-07-12 04:37朱曉磊朱自江王文昊龐瑤脫廣鑫
中國腫瘤外科雜志 2018年3期
關鍵詞:樹突免疫抑制抗原

朱曉磊, 朱自江, 王文昊, 龐瑤, 脫廣鑫

食管癌是我國最常見的致死性惡性腫瘤,其中鱗狀細胞癌占90%以上,男性發(fā)病率是女性的3~4倍[1-2],我國食管癌患者占全世界總數(shù)一半以上。早期食管癌患者臨床表現(xiàn)不明顯,出現(xiàn)吞咽困難等癥狀就診時已處于中晚期,甚至已有全身性轉移,盡管采用手術切除聯(lián)合放療、化療藥物的綜合治療,但其5年生存率僅為5%~14%[3-8]。因此,尋找治療食管癌更高效安全的綜合治療方式具有深遠的臨床意義。腫瘤的發(fā)生、發(fā)展是多因子參與、多步驟的復雜生物學過程,若從免疫學角度分析,是因為腫瘤細胞逃逸了機體免疫清除的結果。癌基因激活和抑癌基因失活、腫瘤細胞MHC的功能改變、腫瘤抗原丟失以及低表達、T淋巴細胞活化所需的刺激因子功能的異常等都可使腫瘤細胞逃逸機體的免疫監(jiān)視進一步增殖,甚至轉移。所有腫瘤免疫應答的治療經過了多種途徑激發(fā)機體自身的免疫應答,從而增強機體免疫應答水平,達到控制或消滅腫瘤細胞的目的。腫瘤細胞本身具有一定的抗原性,能夠引起機體自身免疫應答反應,能否提高腫瘤細胞本身免疫的抗原性,激發(fā)機體抗腫瘤特異性及非特異性的免疫應答水平是抗腫瘤免疫治療的重要思路。腫瘤瘤苗的設計及治療策略能很好地滿足這一要求,成為腫瘤生物治療領域中的研究熱點[9-12]。有研究發(fā)現(xiàn),食管癌進展、侵襲及預后都和樹突細胞(dendritic cell,DC)在食管癌組織及周圍癌性淋巴結內的密度和分布及功能障礙密切相關[13-15]。已有動物實驗證實,DC瘤苗在小鼠體內有顯著的抗腫瘤效果,相關臨床研究也取得了一定的效果[16]。但傳統(tǒng)瘤苗效果欠佳,可能與其分化抑制有關。其中,白細胞介素-10(IL-10)是其中免疫抑制作用比較強的一種抑制因子,幾乎所有的DC細胞和單核巨噬細胞都是IL-10抑制性作用的靶細胞[17-19]。通過小干擾RNA技術[20-22]抑制樹突細胞IL-10受體的表達,培養(yǎng)IL-10受體缺失的樹突細胞,進而制備負載食管癌細胞抗原的樹突細胞,制備負載了食管癌細胞抗原的高效DC瘤苗,提高了DC瘤苗抗腫瘤作用,能夠為結合食管癌抗腫瘤的免疫治療和基因靶向治療提供新思路?,F(xiàn)就小干擾RNA抑制樹突瘤苗IL-10受體對食管癌細胞免疫效應做一概述。

1 樹突細胞(dendritic cell,DC)

1.1DC與抗腫瘤作用樹突細胞(dendritic cell,DC)為一種骨髓來源的抗原提呈細胞(antigen-presenting cell,APC),能夠在機體自身免疫反應的誘導、調控中發(fā)揮重要作用,為T淋巴細胞和B淋巴細胞介導的免疫反應過程中關鍵的調控之一,也是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最高效的抗原提呈細胞[13-15,23-24]。目前人類外周血DC的兩個亞群主要為髓樣DC(myeloid dendriticcell,MDC)和漿細胞樣DC(plasmacytoid dendritic cell,PDC),分類依據(jù)主要為細胞表型及其功能。髓樣DC主要發(fā)揮抗原提呈功能并分泌IL-12,引起Th1免疫應答進而促進細胞免疫;其中漿細胞樣DC主要作用是引起Th2介導的自身免疫應答反應,進而促進機體自身體液免疫應答。因DC形態(tài)和功能的獨特性,所以有關DC的研究進展很快,尤其是在體外研究中應用了細胞因子大量擴增DC獲得成功后,DC研究成為免疫學抗腫瘤研究中不斷升溫的熱點之一。目前DC的研究熱點是其能夠通過抗原提呈,從而調控細胞免疫應答反應;由DC激活的T淋巴細胞介導的CTL免疫應答在機體自身抗腫瘤過程中起主導作用[15,24];所以,髓樣DC的加工、處理和提呈抗原的功能是機體能否完成抗腫瘤反應最為關鍵的步驟。有研究發(fā)現(xiàn),應用DC進行抗腫瘤自身免疫治療機制包括:①DC攝取腫瘤細胞的抗原,進行加工、處理后再提呈給CD4+T細胞,從而使之活化再抗腫瘤;或是提呈給CD8+T細胞后產生了特異性細胞毒性T細胞而發(fā)揮抗腫瘤效應。②DC還可以通過表達腫瘤細胞表面高水平的組織相容性復合體(MHC)Ⅰ類和Ⅱ類分子而提呈腫瘤細胞抗原肽,進而使相應的T細胞受體能夠被充分占據(jù);同時,DC提供高水平B7-1(CD80)、B7-2(CD86)、CD40等許多協(xié)同刺激分子,使T細胞能被充分激活。③DC還可以通過合成、分泌某些細胞因子進而發(fā)揮抗腫瘤作用,例如IL-12。而由IL-12誘導的T細胞和NK細胞能產生許多腫瘤壞死因子、顆粒酶和穿孔素,從而導致腫瘤細胞溶解[13-15,23]。近年來,DC抗腫瘤瘤苗研究以及應用備受關注,在腎癌、前列腺癌、黑素瘤和肺癌等腫瘤中,以DC為基礎的抗腫瘤瘤苗在動物試驗研究中,甚至臨床Ⅰ、Ⅱ期研究中已取得令人欣慰的研究成果[15,25-29]。

1.2DC與食管癌的發(fā)生、進展和治療有研究表明,腫瘤患者體內DC數(shù)量減少及功能缺陷可能與腫瘤發(fā)生發(fā)展、轉移及預后有著密切的相關性。Kikuchi等[30]通過對DC在腫瘤的原發(fā)灶、鄰近組織、局部淋巴結等處分布的情況進行綜合分析,發(fā)現(xiàn)DC在體內分布情況與患者總生存率、無瘤生存率和腫瘤復發(fā)時間具有一定的相關性。Yilmaz等[31]發(fā)現(xiàn)腫瘤患者體內DC數(shù)量和腫瘤臨床分期、周圍浸潤呈一定負相關性。然而,最新研究發(fā)現(xiàn),盡管在腫瘤微環(huán)境中有足量DC浸潤,但這些DC缺乏一定的提呈腫瘤細胞抗原的能力,甚至更易于凋亡,從而喪失DC本身該有的提呈抗原和激活T淋巴細胞免疫反應的功能[32]。Lu等[33]通過對DC體外研究的實驗已證明,若在培養(yǎng)液中加入一定量食管癌組織勻漿后,DC形態(tài)能被明顯抑制,DC表面CD86,CDla和CD11c表達都明顯下調,它能夠活化T淋巴細胞能力,CTL毒性有明顯下降,以上說明食管癌模擬的腫瘤微環(huán)境能明顯抑制DC發(fā)育、分化等。Nagao等[34]將負載了食管癌抗原的DC活化的淋巴細胞在皮膚下轉移灶內進行局部注射,從而發(fā)現(xiàn)皮膚下轉移灶縮小,提示DC可用于腫瘤局部治療或是輔助治療。對于食管癌進展期患者,Yamana等[35]嘗試用負載了SART-1肽DC瘤苗、活化的自身淋巴細胞進行抗腫瘤免疫治療,結果發(fā)現(xiàn)DC瘤苗治療的臨床療效很差。Fujiwara等[36]發(fā)現(xiàn),在食管癌化療期間,如果在腫瘤組織內部注射一定量成熟的DC細胞并沒有有效地向引流淋巴結遷移,可能無法達到較好的臨床效果。通過體外擴增DC和運用各種形式腫瘤細胞抗原修飾的DC,以增強DC抗腫瘤療效已成為當前抗腫瘤免疫研究的熱點。

2 IL-10的免疫抑制

惡性腫瘤都有一個非常重要的生物學特征,那就是荷瘤機體長期處在免疫抑制的狀態(tài),限制了DC抗腫瘤瘤苗對腫瘤的治療效果。目前研究證實,惡性腫瘤細胞的抗原性差,MHCⅠ和Ⅱ類抗原表達低,甚至能分泌多種抑制性因子如IL-10、前列腺素E2(PGE2)等,而IL-10是其中免疫抑制作用較強的一種,幾乎所有DC細胞和單核巨噬細胞都是IL-10抑制性作用的靶細胞[17-19]。有研究證實,IL-10生物學活性一般通過IL-10與其靶細胞膜上受體特異性結合來實現(xiàn),IL-10受體包括兩類,分別為IL-10R1和IL-10R2;IL-10通過與細胞膜上相應的IL-10受體特異性結合來實現(xiàn)IL-10所有生物學功能。目前已用原位雜交的方法證實了多種人類惡性腫瘤發(fā)生時,腫瘤細胞能夠產生大量IL-10,例如,食管癌、腎透明細胞癌、肺癌、結直腸癌、乳腺癌等[18-19,37-39]。IL-10強烈的免疫抑制作用包括:① 大多能誘導未成熟協(xié)助性淋巴細胞(Th0)向Th2細胞分化,抑制Th1細胞生成。Th2細胞自身產生一定量IL-6、IL-4、IL-10 均能促進腫瘤細胞產生IL-10,直接刺激腫瘤細胞快速生長,故形成惡性循環(huán)。② IL-10能抑制單核/巨噬細胞(Mc/Mφ)系統(tǒng)產生IL-1αβ、IL-12、TNFα、GM-CSF,抑制T細胞及NK細胞產生TNFβ、IFNγ及IL-2,并促進MC/Mφ、NK及T細胞產生IL-10。無反應性T淋巴細胞更能產生TGFβ,從而加強機體免疫抑制效應。體外試驗已證明,抗IL-10抗體可以中和IL-10,從而恢復帶瘤動物體內Mφ產生IL-12能力。給荷瘤動物體內注射抗IL-10抗體,能恢復動物抗腫瘤能力,并使血清IFNγ及TNF含量升高5~15倍。③ IL-10還可抑制許多APC對腫瘤性抗原的趨化反應,并抑制APC膜上MHC-Ⅰ、Ⅱ分子及CD80、(B7-1)、CD86、(B7-2)的表達,進而抑制APC向T細胞表面TCR提呈抗原和對T淋巴細胞共同刺激的作用,致使刺激信號不能很好傳入T淋巴細胞,使T淋巴細胞始終處在無反應狀態(tài),導致免疫系統(tǒng)應答低下。近年來如何改善抗腫瘤治療療效的研究轉向如何能夠打破機體自身腫瘤細胞免疫耐受的狀態(tài),進一步克服甚至逆轉機體自身免疫抑制,誘導機體自身對腫瘤細胞產生主動免疫應答殺傷腫瘤細胞。

3 小干擾RNA

RNA干擾(RNA interference, RNAi)是在進化過程中高度保守、由雙鏈RNA(double-stranded RNA,dsRNA)誘發(fā)、同源mRNA高效特異性降解的現(xiàn)象。近年來發(fā)現(xiàn)研究生物體內基因表達、調控和功能的最新技術特點是利用小干擾RNA(small interfering RNA,siRNA)引起生物細胞內同源性基因特異性沉默現(xiàn)象,本質是siRNA與其對應的mRNA能夠特異性結合和降解現(xiàn)象,進而阻止mRNA翻譯過程[23-25]。

由于RNA干擾技術的發(fā)現(xiàn)不僅能提供經濟、快捷以及高效的抑制基因表達,更可能為基因功能測定及基因靶向治療等方面開辟新思路。通過小干擾RNA抑制樹突細胞IL-10受體表達,再培養(yǎng)IL-10受體缺失的樹突細胞,進而制備負載食管癌細胞抗原樹突細胞高效瘤苗,以提高DC瘤苗的免疫活性[22,40-43]。

4 展望

DC作為機體免疫應答過程中的一種專職APC,其本身就具有抗腫瘤免疫功能,已被廣泛應用在實驗性抗腫瘤治療過程中,對DC的研究具有良好的臨床應用前景。然而,由于DC抗腫瘤免疫治療過程中的復雜性,目前仍有許多問題需要解決,包括DC在食管癌患者體內形態(tài)的改變、功能的減退、腫瘤抗原的負載方式和免疫治療最佳途徑及時間間隔等。由于腫瘤免疫逃逸機制非常復雜,包括DC數(shù)量、功能和形態(tài)變化,以及T淋巴細胞和NK細胞等功能的變化,腫瘤微環(huán)境對免疫應答中的影響等,都需要進一步研究。通過小干擾RNA抑制DC的IL-10受體表達,培養(yǎng)IL-10受體缺失的DC,進而制備負載食管癌抗原的DC,制備負載食管癌細胞的DC高效瘤苗,以提高DC瘤苗的免疫活性。為食管癌患者抗腫瘤的免疫治療和基因靶向治療提供新思路。應用IL-10受體缺失的DC瘤苗有可能成為食管癌生物治療一種新型有效的方法。

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