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背景与目的: 原发性支气管肺癌(简称肺癌)是目前最为常见的恶性肿瘤之一,发病率在很多国家有明显增高的趋势,而且因其恶性程度高、预后差(5年生存率<15%),已经成为全世界各种癌症中导致死亡的首要原因[1]。根据肿瘤发生的免疫学理论,肺癌的发生发展与机体免疫密切相关,其进程可分为三个阶段:免疫清除、免疫平衡和免疫逃逸[2]。大量的免疫学研究证明,机体的免疫系统可能通过多种途径参与抗肿瘤的免疫效应,进而抑制肿瘤细胞的生长。玉屏风散是中医扶正祛邪的经典方剂,其源自《丹溪心法》,由黄芪、白术和防风组成,具有益气固表止汗、补脾实卫的作用。现代医学研究表明[3-5],玉屏风散具有较好的免疫调节作用。虽然玉屏风散在免疫调节方面研究较多,但对肿瘤的抑制以及其对荷瘤状态下的机体免疫和肿瘤组织免疫微环境影响报道较少。据此,我们以Lewis肺癌荷瘤小鼠为研究对象,通过观察玉屏风散对荷瘤鼠机体及肿瘤组织中免疫细胞的影响,较为系统地探讨玉屏风散介导机体免疫系统对Lewis肺癌的抑瘤作用及生物学机制的研究。 方法: 第一部分: 建立C57BL/6黑鼠Lewis肺癌细胞皮下移植瘤模型,以0.9%生理盐水为对照,研究不同给药剂量及给药时间的玉屏风散对移植瘤生长和荷瘤鼠生存期的影响,在此基础上进一步探讨玉屏风散对Lewis肺癌的抑制作用及其可能的生物学机制。 第二部分: 1、采用荧光定量PCR法检测移植瘤组织TGF-β、VEGF、TNF-α、IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、IDO、IL-17mRNA的表达,确定玉屏风散对Lewis肺癌荷瘤鼠免疫因子的影响及可能介导的生物学机制,推断出玉屏风散对荷瘤鼠介导的免疫细胞。 2、采用流式细胞术检测玉屏风散作用后的Lewis肺癌荷瘤鼠的脾脏及肿瘤组织的CD3、CD4、CD8、NK1.1、CD16、CD25、FOXP3的分子表达,进而明确玉屏风散在Lewis肺癌荷瘤鼠中介导的免疫细胞类别。 3、采用Calcein-AM细胞活性分析实验检测玉屏风散作用后Lewis肺癌荷瘤鼠脾脏中的淋巴细胞活力,进而明确玉屏风散对Lewis肺癌荷瘤鼠免疫细胞功能性方面的影响。 4、采用抗体封闭技术和Calcein-AM细胞活性分析实验相结合法待抑制Lewis肺癌荷瘤鼠NK细胞及杀伤性T细胞的生物学功能后,再次检测玉屏风散作用后Lewis肺癌荷瘤鼠脾脏中的淋巴细胞活力,反向验证NK细胞和杀伤性T细胞在抑瘤中的作用,明确玉屏风散对Lewis肺癌荷瘤鼠的免疫调控机制。 5、采用NK细胞抗体敲除法抑制C57BL/6黑鼠体内NK细胞,进一步验证玉屏风散是否通过NK途径介导对Lewis肺癌荷瘤鼠的抑瘤作用。 6、建立Balb/c裸鼠LLC肺癌皮下移植瘤模型,利用裸鼠T、B细胞缺陷的生理特点,进一步验证玉屏风散是否通过T细胞、B细胞途径介导对Lewis肺癌荷瘤鼠的抑瘤作用。 7、SP免疫组织化学法检测CD31蛋白的表达,进一步明确玉屏风散抑制Lewis肺癌荷瘤鼠肿瘤生长的其他调控机制。 结果: 实验结果显示:(1) Lewis肺癌移植瘤模型中,玉屏风散与未用药处理的对照组相比,显著抑制Lewis肺癌肿瘤的生长,差异具有统计学意义(P<0.05),同时玉屏风散能够延长C57BL/6荷瘤鼠的生存时间。(2) Lewis肺癌移植瘤模型中,玉屏风散对Lewis肺癌荷瘤鼠的抑瘤作用有剂量相关性和时间相关性。(3)RT-PCR实验结果显示:与对照组相比,玉屏风散组Lewis肺癌皮下移植瘤组织中TGF-β、VEGF、IL-4、IL-6、IL-10、IDOmRNA含量下降,IL-2mRNA含量增加,差异具有统计学意义(P<0.05),其余mRNA含量无统计学差异。(4)流式细胞术实验结果显示:与对照组相比,玉屏风散组Lewis肺癌皮下移植瘤组织中玉屏风散组CD3+T细胞、CD3+CD4+T细胞、CD3+CD8+T细胞较对照组未见明显增加(P>0.05),CD8+T细胞较对照组明显增加(P=0.0085<0.01),并且CD8/Treg比例较对照组也有所增加(P=0.0464,<0.05),NK细胞较对照组增加(P=0.0428,<0.05),NK细胞群体中CD16表达较对照组增强;脾脏组织中,玉屏风散组CD3+T细胞较对照组有所增加(P=0.0447,<0.05),CD3+CD4+T细胞较对照组增加(P=0.0214,<0.05),CD3+CD8+T细胞较对照组增加(P=0.0430,<0.05),CD8+T细胞较对照组增加(P=0.0434,<0.05),并且CD8/Treg比例较对照组明显增加(P=0.0247,<0.05),但NK细胞较对照组相比未见明显增加(P>0.05)。(5)Calcein-AM细胞活性分析实验结果显示:与对照组相比,玉屏风散组Lewis肺癌皮下移植瘤组织中及脾脏组织中的淋巴细胞杀伤活性增强,差异具有统计学意义(P<0.05)。(6)抗体封闭技术和Calcein-AM细胞活性分析实验相结合法实验结果显示:与对照组相比,在NK细胞或杀伤性T细胞功能被阻断后玉屏风散组Lewis肺癌荷瘤鼠脾脏淋巴细胞杀伤活力明显下降(P<0.05)。(7) NK细胞抗体敲除法抑制C57BL/6黑鼠体内NK细胞活性动物实验结果显示,与0.9%生理盐水+IgG组和玉屏风散+IgG组相比,玉屏风散+PK136组皮下移植瘤生长加快,差异具有统计学意义(P<0.05)。(8) Balb/c裸鼠Lewis肺癌皮下移植瘤模型中,玉屏风散组与未用药处理的对照组相比,虽能够抑制Lewis肺癌肿瘤的生长,但差异无统计学意义(P>0.05)。(9) SP免疫组织化学法检测CD31蛋白的表达实验结果显示:与对照组相比,玉屏风散组Lewis肺癌皮下移植瘤组织中CD31表达减弱,差异具有统计学意义(P<0.05)。 结论: 研究发现:(1)玉屏风散能够抑制Lewis肺癌的生长,并能延长其C57BL/6的生存期。(2)玉屏风散对Lewis肺癌荷瘤鼠的抑瘤作用有剂量相关性和时间相关性。(3)玉屏风散能够调节Lewis肺癌荷瘤鼠脾脏及肿瘤组织中的免疫细胞因子的表达。(4)玉屏风散能够调节Lewis肺癌荷瘤鼠脾脏及肿瘤组织的免疫细胞的比例及活力。(5)玉屏风散可以通过对NK细胞的调控从而影响Lewis肺癌荷瘤鼠肿瘤的生长。(6)玉屏风散对T细胞有一定的调控作用,但是体内实验尚未能证明玉屏风散可以通过对T细胞的调控从而明显抑制Lewis肺癌荷瘤鼠肿瘤的生长。(7)玉屏风散能够抑制Lewis肺癌荷瘤鼠肿瘤组织内的血管生长,增强其抗肿瘤作用。综上,这些结果显示玉屏风散可以通过对Lewis肺癌荷瘤鼠免疫的调节,进而抑制其肿瘤的生长,此外还能通过抑制肿瘤血管生长抑制肿瘤的生长,因此玉屏风散对Lewis肺癌荷瘤鼠肿瘤生长的抑制作用是一个综合作用的结果。