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肿瘤严重危害人类健康。通过增强效应T细胞为主的适应性免疫抗肿瘤作用,PD-1等免疫检查点的抑制剂广泛用于肿瘤的治疗。然而,肿瘤的异质性导致只有少数患者在免疫治疗中有持续性效果。经典Wnt/β-catenin信号通路的活化可致肿瘤发生发展、耐药和治疗耐受、肿瘤干细胞特性(CSC)和上皮间质转换(EMT),还可能抑制免疫监管。先天免疫是肿瘤放疗、化疗和免疫治疗的基础,不仅可以介导对肿瘤细胞的识别、诱导和扩大免疫应答,而且可以发挥抗肿瘤效应、缓解肿瘤微环境中的免疫抑制。干扰素(IFN)通过激活JAK-STAT信号通路,诱导IFN刺激基因(ISGs)的表达,发挥抗肿瘤作用。然而,目前只发现RIG-I等极少数ISGs的抗肿瘤作用,大多数ISGs的功能未明。我们前期研究发现,IFN刺激基因ISG12a可逆转肿瘤细胞耐药、促进病毒诱导的先天免疫应答,是一个先天免疫效应分子。我们推断ISG12a可能调控肿瘤发生发展和肿瘤免疫,为此开展了如下研究:第2章发现ISG12a在肿瘤细胞和癌组织中呈低水平表达。为研究ISG12a的抗肿瘤效应,我们以肝细胞癌(HCC)和胃癌(GC)为研究对象。利用蛋白免疫印迹、实时荧光定量PCR(q RT-PCR)、免疫组织化学(IHC)染色等方法,确定ISG12a响应IFN刺激,ISG12a在肝癌细胞和胃癌细胞以及HCC和GC的癌组织中呈低水平表达,提示ISG12a可能抑制肿瘤的发生发展。第3章确定ISG12a的抗肿瘤作用。我们以沉默ISG12a的肝癌细胞和胃癌细胞进行了如下研究:通过检测细胞生长曲线、开展结晶紫染色和琼脂糖集落形成实验,发现ISG12a抑制肿瘤细胞增殖;借助于划痕和Transwell实验明确ISG12a阻碍肿瘤细胞迁移;粘附实验鉴定ISG12a降低肿瘤细胞的粘附能力;通过裸鼠皮下和尾静脉注射肿瘤细胞的方法,发现ISG12a抑制肿瘤发生、生长和转移;采用肿瘤干细胞球培养实验,发现ISG12a可降低CSC表型;检测EMT相关标志物和F-actin细胞骨架的表达变化确定ISG12a对EMT的负调控作用。基于以上发现,我们认为ISG12a是一个抑癌基因。第4章阐述ISG12a抑制经典Wnt/β-catenin信号通路的机制。结合肿瘤细胞内EMT标志物β-catenin的表达变化和RNA测序,我们推断ISG12a调控Wnt/β-catenin信号通路;借助蛋白免疫印迹、免疫荧光染色、q RT-PCR和双荧光素酶报告基因等技术方法,我们发现ISG12a对Wnt/β-catenin信号通路活化的抑制作用;利用蛋白的泛素化降解和免疫共沉淀实验结合生物信息学分析,阐明ISG12a通过阻断Axin蛋白的泛素化降解而促进β-catenin蛋白的泛素化降解,进而抑制Wnt/β-catenin信号通路的机制。第5章揭示ISG12a促进肿瘤免疫的作用和机制。我们利用IHC染色排除了ISG12a对肿瘤免疫浸润的调控作用,而利用流式细胞术等方法确定了ISG12a促进NK细胞介导的抗肿瘤免疫。非常有趣的是,我们通过流式细胞术等方法发现ISG12a抑制肿瘤细胞表面免疫检查点PD-L1的表达,并利用染色质免疫沉淀、双荧光素酶报告基因等技术方法,发现β-catenin是PD-L1新的转录因子。结合NK细胞杀伤和受体-配体封闭实验,揭示了ISG12a通过逆转PD-1/PD-L1信号轴,促进NK细胞介导的抗肿瘤免疫。因此,我们认为ISG12a通过抑制肿瘤细胞内Wnt/β-catenin信号通路,阻断PD-1/PD-L1信号轴而抑制免疫逃逸,进而促进NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。第6章明确ISG12a研究的临床意义。首先分析了临床肿瘤组织中ISG12a和Axin蛋白的表达,明确ISG12a对体内Wnt/β-catenin信号通路的特异性调控作用;然后探讨了肿瘤组织的ISG12a表达水平与临床预后的关系,发现癌组织内低表达ISG12a易致预后不良;最后解析了ISG12a表达水平与临床病理的关系,确定癌组织内低表达ISG12a可致肿瘤恶性进展。本研究的创新性和意义主要体现在三个方面:(1)确定ISG12a抑制肿瘤细胞增殖、迁移、转移、CSC和EMT等恶性表型,是一个新的抑癌基因,与HCC和GC的临床预后、恶性进展有重要联系;(2)首次发现SKP2是降解β-catenin蛋白复合物中支架蛋白Axin的E3泛素连接酶;(3)首次发现β-Catenin是免疫检查点PD-L1的转录因子,肿瘤细胞通过Wnt/β-Catenin信号通路上调PD-L1的表达而实现其免疫逃逸。总之,先天免疫效应分子ISG12a通过抑制肿瘤细胞内经典Wnt/β-Catenin信号通路逆转PD-1/PD-L1信号轴,促进NK细胞介导的抗肿瘤免疫。ISG12a的抗肿瘤作用及机理的研究强调IFN和先天免疫促进免疫治疗的关键作用。ISG12a等ISGs可能是肿瘤诊断和治疗的靶标,在肿瘤防治中将发挥重要作用。本研究确定的先天免疫、Wnt/β-catenin信号通路和肿瘤免疫之间的关系将为提高免疫治疗提供新的策略。