何錦園 陳雪霞 胡柳 黃邵洪
1中山大學附屬第三醫(yī)院心胸外科(廣州 510630);2中山大學附屬第一醫(yī)院東院護理部(廣州 510630);3中山大學附屬第七醫(yī)院心胸血管外科(廣東深圳 518107)
肺癌是全球發(fā)病率最高的惡性腫瘤,也是最常見的死因之一[1]。肺癌的病因復雜,經(jīng)多學科綜合治療近年來五年生存率有所提升,但總體而言預后不良[2]。因此研發(fā)新的治療方法有積極意義。
腫瘤免疫耐受是指腫瘤通過某些機制逃過機體的免疫系統(tǒng)監(jiān)視,生長不受機體控制[3]。腫瘤免疫耐受的機制尚未完全清楚[4],腫瘤免疫耐受細胞的產(chǎn)生是其機制之一[5]。免疫耐受細胞數(shù)眾多,可產(chǎn)生白介素(IL)?10,轉化因子(TGF)?beta等在內的免疫耐受分子[6]。產(chǎn)生IL?10的B淋巴細胞被稱為B10細胞[7],是免疫耐受細胞家族一員,在腫瘤免疫耐受起重要作用[8]。通過產(chǎn)生IL?10,B10細胞能夠抑制免疫效應細胞活性,降低機體抗腫瘤能力[9]。有報道顯示,腫瘤患者體內免疫耐受細胞數(shù)量增加[10],但具體成因目前尚不清楚。
最新研究[11]表明micro RNA(miR)能夠調節(jié)某些細胞因子表達。miR是長度為18-22個核苷酸的單鏈RNA,在轉錄后階段能調節(jié)靶基因的表達。LIU等[12]報道m(xù)iR?98能夠抑制巨噬細胞IL?10的表達。外源性miR?98能否調節(jié)腫瘤個體B淋巴細胞白介素的表達目前尚無研究。由此,筆者推測miR?98表達障礙導致了肺癌患者B10細胞IL?10升高。本研究旨在驗證miR?98通過抑制肺癌患者B10細胞IL?10的表達而抑制腫瘤生長。
1.1研究對象收集中山大學附屬第三醫(yī)院2016年2月至2016年4月首診為非小細胞肺癌(由外科醫(yī)師和病理科醫(yī)師共同確診)的患者外周血標本共10例,其中男5例,女5例,平均年齡55.4歲,有吸煙史患者3例,以氣胸患者外周血標本10例作為對照組。本研究對象的排除標準為:(1)肺癌復發(fā),(2)使用免疫抑制劑,(3)伴有自身免疫性疾病或其他器官嚴重疾病。研究設計和過程經(jīng)過中山大學臨床倫理委員會審批。
1.2 方法
1.2.1血樣采集與單核細胞的分離外周血樣由上肢靜脈采集,每位受試者30 mL。外周血單核細胞(PBMC)通過梯度密度離心法分離。
1.2.2B淋巴細胞分離與培養(yǎng)CD19B淋巴細胞通過免疫磁珠分離獲得,按試劑盒(Mitenyi Bio?tech)使用手冊操作。B淋巴細胞純度通過流式細胞儀檢測,超過98%為合格,培養(yǎng)基為RPMI1640,加入10%小牛血清、100 U/mL青霉素、0.1 mg/mL鏈霉素、2 mmol/L L-谷氨酰胺及 20 ng/mL anti?CD40抗體,2~3 d換1次液。細胞活性通過臺盼藍試驗評估,超過98%者可用于實驗。
1.2.3外周血B10細胞頻率測定將分離獲得的PBMC用FITC標記的anti?CD19單抗或同型IgG(BD Bioscience)于4℃下染色30 min,PBS沖洗3遍,1%多聚甲醛固定30 min,0.5%皂素孵育10 min,APC標記的anti?IL?10 單抗(BD Bioscience)4℃下染色30 min,置于流式細胞儀(BD Bioscience)下分析。結果由Flowjo(TreeStar)軟件分析處理。同型IgG染色的細胞數(shù)據(jù)作為基線參考。
1.2.4實時定量PCR檢測B淋巴細胞miR?98和IL?10 mRNA用TRIzol試劑盒(Invitrogen)提取總RNA,制備獲得DNA第一單鏈,加入SYBR Green Master Mix,miR?98和IL?10引物分別為gttctttgggg?agccaacag和gctccctggtttctcttcct(由中國深圳Enke Biotech公司設計),置于實時定量PCR儀(Bio rad)擴增,結果用2-△△Ct法計算,表示為對照組倍數(shù)。
1.2.5miR?98脂質體制備分別取膽固醇、1,2-二油?;蚜姿徕c和磷脂酰膽堿各100 mg溶于氯仿4.5 mL中,氯仿蒸發(fā)后獲得脂質薄膜,抽取10 mg脂質薄膜加入0.5 mg miR?98質粒(Enke Bio?tech,Shenzhen,China)或0.5 mL生理鹽水(對照),混勻10 min,加熱至60℃并震蕩15 min,蒸餾水反復沖洗備用[13]。
1.2.6B淋巴細胞miR?98的高表達測定將miR?98脂質體(10 μg/mL)加入對照組外周血提純的B淋巴細胞培養(yǎng)液中,24 h后收取細胞用以后續(xù)試驗,經(jīng)qRT?PCR檢測,miR?98在B淋巴細胞中表達增高約5倍。
1.2.7miR?98脂質體對B淋巴細胞IL?10表達的抑制效果由對照組外周血中提取B淋巴細胞,miR?98高表達和野生型B淋巴細胞均加入1 μg/mL LPS刺激48 h,qRT?PCR檢測IL?10表達。
1.2.8肺癌小鼠模型的建立肺癌小鼠模型由6~8周齡SPF級別、體重約18~20 g的雄性BALB/c小鼠建立(購自廣東醫(yī)學實驗動物中心,許可證號為SYXK(粵)2016?0122),飼養(yǎng)溫度為21℃ ±2℃,相對適度為30%~70%。肺癌細胞株KLN205(ATCC)在 Dulbecco′s Modified Eagle Medium 中培養(yǎng),每日更換培養(yǎng)液,細胞活性通過臺盼藍試驗評估,超過99%者用于進一步試驗。每只小鼠背部皮下注射10E6肺癌細胞,每日測量記錄一次瘤體大小。實驗用小鼠通過中山大學動物中心認證,過程遵循相關規(guī)定。
1.2.9miR?98脂質體抑制瘤體生長的觀察在試驗第0、4和8天,荷瘤小鼠通過腹腔內注射miR?98脂質體(0.2 mg/只)或對照脂質體,每日測量記錄一次瘤體大小。
1.3統(tǒng)計學方法數(shù)據(jù)的正態(tài)分布用微軟公司Excel Norm.DIST驗證。定量資料兩組間差異用t檢驗,多組別間差異用單因素方差分析ANOVA法,兩組間相關分析用微軟公司Excel進行,P<0.05為組間差異有統(tǒng)計學意義。
2.1肺癌患者外周血B10細胞增高經(jīng)流式細胞術檢測,實驗組10例肺癌患者外周血B10細胞數(shù)顯著高于健康對照組(14.2%vs.2.74%,P<0.000 1,圖1),實驗結果證實肺癌患者B10細胞增加。
2.2肺癌患者外周血B淋巴細胞miR?98表達降低從PBMC中提取CD19B淋巴細胞(圖2A),qRT?PCR檢測結果顯示肺癌患者外周血B淋巴細胞miR?98表達僅為對照組的0.19倍,而健康受試者為對照組0.44倍(圖2B)。經(jīng)檢測B10細胞IL?10表達水平,結果顯示肺癌患者較健康受試者顯著升高(1.55 vs.0.21,P <0.000 1,圖2C)。B淋巴細胞miR?98與IL?10相關分析顯示,二者呈負相關(r=-0.779 3,P <0.000 1)(圖2D)。這些結果提示,miR?98可能是B淋巴細胞IL?10的抑制因子,而肺癌患者B淋巴細胞miR?98減少可能造成IL?10表達增加。
2.3miR?98高表達抑制B淋巴細胞IL?10為闡明miR?98在B淋巴細胞IL?10表達中的調節(jié)作用,通過轉染miR?98質粒獲得高miR?98表達的B淋巴細胞,轉染使B淋巴細胞miR?98表達升高了6倍(圖3A)。miR?98高表達和野生型B淋巴細胞經(jīng)LPS刺激產(chǎn)生IL?10。經(jīng)qRT?PCR檢測,野生型B淋巴細胞IL?10表達增加,為對照組1.46倍,而miR?98高表達的B淋巴細胞僅為0.16倍(圖3B)。結果證實,B淋巴細胞miR?98對IL?10表達有抑制作用。
圖1 流式細胞術-肺癌患者外周血B10細胞數(shù)增高Fig.1 Peripheral B10 cells are more in patients with lung cancer
圖2 miR?98和IL?10 mRNA在外周血中的評估Fig.2 Assessment of miR?98 and IL?10 mRNA in peripheral B cells
2.4 miR?98脂質體抑制荷瘤小鼠肺癌生長荷瘤小鼠模型接受3次間隔3 d的miR?98脂質體腹腔內注射,之后12 d每天測量記錄一次瘤體大小,結果顯示應用miR?98脂質體顯著抑制瘤體生長(圖4A)。12 d后處死小鼠,采集外周血檢測B10細胞數(shù)量,結果顯示注射生理鹽水荷瘤小鼠B10細胞數(shù)量顯著高于對照小鼠,給予miR?98脂質體荷瘤小鼠B10細胞數(shù)量顯著降低(圖4B?C)。結果證實:應用miR?98脂質體抑制荷瘤小鼠B淋巴細胞IL?10表達,進而抑制肺癌生長。
圖3 MiR?98抑制B 淋巴細胞IL?10的表達Fig.3 MiR?98 inhibits IL?10 expression in B cells
圖4 MiR?98脂質體抑制B10細胞和腫瘤生長Fig.4 MiR?98?carrying liposomes inhibit B10 cells and suppress tumor growth
B10細胞在腫瘤免疫耐受中有重要作用,協(xié)助癌細胞逃避機體免疫監(jiān)視[9]。最新研究顯示,肺癌患者B10細胞較健康人群高,而外周血B淋巴細胞miR?98降低,IL?10增高,二者呈負相關,這提示miR?98能抑制B淋巴細胞IL?10表達。本研究同樣證實了上述觀點,荷瘤小鼠注射miR?98脂質體顯著抑制瘤體生長并減少外周血B淋巴細胞數(shù)量,雖然miR?98未能完全清除腫瘤,但顯著抑制了瘤體生長,這使其有望成為肺癌治療的一個新手段。
本研究發(fā)現(xiàn),肺癌患者外周血B10細胞較健康受試者顯著升高。產(chǎn)生IL?10的T和B細胞有免疫調節(jié)功能,例如Ⅰ型免疫調節(jié)T細胞和B10細胞[14-15]。在適當?shù)拇碳ひ蜃幼饔孟拢庖哒{節(jié)T或B淋巴細胞釋放IL?10抑制其他細胞免疫功能,進而抑制免疫反應[16]。一方面這可能對機體有利,比如抑制炎癥[16],另一方面,對于癌癥患者則是有害的,因為免疫調節(jié)細胞會抑制腫瘤特異性免疫,比如抑制腫瘤特異性CD8+T細胞[17-18]。
闡明腫瘤患者B淋巴細胞IL?10高表達的機制有重要意義。文獻[12]報道,miR?98能抑制巨噬細胞IL?10表達,肺癌患者B10細胞升高這一現(xiàn)象提示miR?98在B淋巴細胞的表達可能存在異常。這一推論得到實驗數(shù)據(jù)支持:肺癌患者B淋巴細胞miR?98表達較健康人顯著降低。有研究指出,IL?10基因3′UTR處有miR?98結合位點,miR?98能與之結合從而抑制IL?10表達[12]。以脂質體作為載體,我們構建了攜帶miR?98的脂質體,用miR?98脂質體處理荷瘤小鼠后,瘤體體積和外周血B10細胞數(shù)較生理鹽水對照組均顯著減少。
總之,本研究結果表明,肺癌患者外周血B淋巴細胞miR?98低表達而IL?10高表達;增加miR?98表達抑制B淋巴細胞IL?10表達,這為miR?98脂質體作為肺癌潛在的治療手段提供了重要的理論依據(jù),這是價值所在。但本研究也存在一定的不足,本研究只在基因水平驗證了miR?98與IL?10的負相關的關系,未從蛋白水平進一步驗證。由于受人體倫理影響,標本例數(shù)偏少,下一步研究尚需加大樣本量。