【摘 要】
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肿瘤相关巨噬细胞(Tumor-associated macrophages,TAM)是人体一种浸润肿瘤微环境的巨噬细胞,由肿瘤细胞分泌的细胞因子募集而来,是肿瘤组织中存在最为丰富的一种免疫细胞,在肿瘤的发生发展中扮演着重要的角色。TAM受肿瘤微环境多种细胞因子影响,具有一定可塑性,可极化为促进肿瘤进展的M2型或抑制肿瘤进展M1型。M2型被认为是TAM的主要极化形式,主要参与恶性肿瘤的浸润、血管生成
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肿瘤相关巨噬细胞(Tumor-associated macrophages,TAM)是人体一种浸润肿瘤微环境的巨噬细胞,由肿瘤细胞分泌的细胞因子募集而来,是肿瘤组织中存在最为丰富的一种免疫细胞,在肿瘤的发生发展中扮演着重要的角色。TAM受肿瘤微环境多种细胞因子影响,具有一定可塑性,可极化为促进肿瘤进展的M2型或抑制肿瘤进展M1型。M2型被认为是TAM的主要极化形式,主要参与恶性肿瘤的浸润、血管生成和免疫逃逸,与肿瘤患者的生存预后息息相关。嘌呤代谢是人体重要的生化反应过程,通过相应的受体参与调节人体内的免疫反应和释放相关细胞因子,参与了肿瘤的能量代谢和物质交换,是肿瘤与机体相互作用的重要调控者。本研究发现嘌呤代谢是肺腺癌侵袭转移的重要通路,通过建立M1型和M2型极化模型及肺腺癌细胞TAM模型,考察了嘌呤因子磷酸核糖氨基咪唑羧化酶(PAICS)对TAM的调控与机制,并探讨嘌呤因子PAICS对肿瘤发生发展的影响,期望从肿瘤相关巨噬细胞的极化改变为出发点,为干预肿瘤的发生,抑制肿瘤的发展带来新的思路。研究目的:肺癌发生转移与肿瘤微环境密切相关。其中,肿瘤相关巨噬细胞是影响肿瘤发生和发展的重要因素。为了探讨肿瘤相关巨噬细胞在肺癌细胞侵袭迁移中的作用机制,我们通过生物信息学从大数据中分析出来了嘌呤代谢通路,然后通过数据分析和实验验证,确定了靶基因嘌呤因子磷酸核糖氨基咪唑琥珀酰胺合成酶(PAICS),它是新嘌呤合成的一种生物酶,对合成能量代谢起着关键的作用,是肿瘤能量代谢的重要组成部分,我们将探讨它对与肺腺癌细胞共培养的肿瘤相关巨噬细胞极化的影响。研究方法:首先通过生物信息学数据分析出嘌呤代谢通路,然后我们将THP-1细胞用PMA诱导成静息态巨噬细胞(MΦ),然后加入LPS和IFN-γ或IL-4诱导成M1型巨噬细胞或M2型巨噬细胞,通过Real-time PCR筛选出我们要研究的嘌呤代谢基因,接下来通过免疫组化的方法检测嘌呤代谢基因在肺腺癌组织上的表达情况,通过Kaplan-Meier(K-M)生存曲线分析评估嘌呤代谢基因的高低表达是否为患者术后生存的危险因素。之后将THP-1细胞用PMA诱导后与肺腺癌细胞A549及PG49共培养,诱导肿瘤相关巨噬细胞(TAM),我们通过Western-blot,Real-time PCR方法检测敲减后的PAICS及过表达PD-L1对巨噬细胞M1型和M2型特异性标志物的表达影响,通过ELISA方法检测细胞培养基中分泌因子IL-1β、TNF-α、CCL17、CCL22的含量,通过Transwell迁移和侵袭实验检测TAM对肺腺癌细胞的迁移、侵袭能力的影响,通过EMT实验检测TAM对肺腺癌细胞转移能力的影响。研究结果:我们通过数据分析和实验验证,PAICS在肺腺癌细胞中和巨噬细胞中都表达,通过生存曲线分析我们发现PAICS的表达情况是肺腺癌患者长期生存的危险因素。敲减后的PAICS在肿瘤相关巨噬细胞中促进了M1表型分子的表达,减弱了M2表型分子的表达。PAICS在肿瘤相关巨噬细胞中被敲减后,对肺腺癌细胞迁移和侵袭能力减弱,肺腺癌细胞迁移的数量也显著减少,EMT实验结果显示出PAICS促进了肺腺癌细胞从上皮性向间质性转化,增强了肺腺癌细胞的运动能力。我们还发现了PAICS的下游基因程序性死亡配体(PD-L1)在TAM中的作用,在肿瘤相关巨噬细胞中敲减PAICS后,PD-L1表达减弱,M2的标志物CD163表达降低,在进一步过表达PD-L1后,CD163表达上升,Real-time PCR的结果进一步验证了在肿瘤相关巨噬细胞中敲减PAICS后,减弱了M2的标志物CCL17和CD163的表达,使M1的标志物IL-1β和TNF-α的表达上升,过表达PD-L1后M2的标志物表达增强,M1的标志物表达减弱,进一步说明了PAICS通过PD-L1影响了肿瘤相关巨噬细胞极化的改变。研究结论:PAICS高表达是肺腺癌发生淋巴结转移和预后不良的危险因素,PAICS参与维持TAM向M2表型极化和功能。敲除PAICS可抑制TAM分泌肿瘤相关细胞因子并抑制肺腺癌细胞侵袭转移能力。PD-L1是PAICS调控TAM维持M2表型及功能的关键下游基因。
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