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研究目的:
CD4+CD25+细胞是一群具有免疫抑制活性的T细胞,又称为调节性T细胞(Regulatory Tcells,Tregs)。大量研究表明,Tregs抑制肿瘤特异性效应T细胞是肿瘤实现免疫逃逸的重要途径之一,但迄今对Tregs在肿瘤发生过程中功能变化的确切性质仍不甚清楚。本文利用小鼠肺癌模型,比较了正常和荷瘤小鼠CD4+CD25+细胞移植对肿瘤生长和受体小鼠T细胞产生的影响,以期了解肿瘤发生中CD4+CD25+细胞功能变化的特征,为CD4+CD25+细胞干预作为肿瘤治疗方法的建立提供理论基础。
研究方法:
(1)构建肺癌模型小鼠:取对数生长期的Lewis肺癌细胞(Lewis lung carcinoma line,LLC)并用PBS将细胞浓度调整为2.5×106cell/mL,选用6-8周龄的C57BL/6J(CD45.1)小鼠,每只小鼠皮下注射0.2mL对数生长期的Lewis肺癌细胞,然后将小鼠正常饲养4周并测量肿瘤大小,取肿瘤直径不小于1.5cm的小鼠用于后续的实验;(2)小鼠脾脏单细胞悬液的制备:在处死小鼠之后,将小鼠解剖并且取出小鼠脾脏,将其放在DMEM完全培养基中捏碎,再使用红细胞裂解液处理,然后过滤重悬即可得到脾脏单细胞悬液;(3)CD4+CD25+细胞流式分选:脾脏单细胞悬液经7-AAD、CD4、CD25荧光抗体标记之后,使用流式细胞术分选纯化;(4)受体小鼠分组:受体小鼠分为6组,包括正常受体小鼠PBS-N、N-Tregs-N、T-Tregs-N和荷瘤受体小鼠PBS-T、N-Tregs-T、T-Tregs-T,其中荷瘤受体小鼠皮下注射0.2mL对数生长期的Lewis肺癌细胞,而正常组小鼠皮下注射等量PBS;(5)CD4+CD25+细胞移植:用PBS将分选得到的CD4+CD25+细胞的细胞浓度调整为1.25×105cell/mL,再通过尾静脉注射到受体小鼠体内,每只小鼠注射0.2mL;(6)绘制生存曲线:移植后,每日观察小鼠生存状态,记录小鼠生存期;(7)绘制肿瘤生长曲线:移植2周后,每隔一天测量一次小鼠肿瘤的长径(a)和短径(b),并通过公式V=1?2ab2计算小鼠的肿瘤体积;(8)流式分析:移植5周后,处死小鼠后制备小鼠外周血和脾
脏组织的单细胞悬液,随后使用流式细胞术分析两个组织中CD3+/CD3+CD4+/CD3+CD8+T细胞的细胞含量;(9)石蜡切片及HE染色:移植5周后,处死小鼠,解剖取出小鼠肺、脾脏、肝脏组织做石蜡切片,HE染色后对比其组织结构差异;(10)统计学方法:选用GraphPad Prism软件对本次所得实验数据进行统计分析,组间分析采用t检验,统计结果采用平均值±标准差(Standard Deviation,SD;Mean±SD)来表示,P<0.05表示差异具有统计学意义。
研究结果:
(1)肿瘤条件下小鼠脾脏CD4+CD25+细胞含量的变化:为了确定肿瘤状态下CD4+CD25+细胞的含量变化,通过流式细胞术进行检测,结果显示,肿瘤状态下,小鼠脾脏CD4+CD25+细胞绝对数量显著增加;
(2)肿瘤条件下人外周血CD4+CD25+细胞含量的变化:利用流式细胞术检测健康志愿者和肺癌病人外周血淋巴细胞中CD4+CD25+细胞的含量,结果显示,肺癌病人外周血淋巴细胞中CD4+CD25+细胞含量显著增加;
(3)移植荷瘤和正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞对荷瘤小鼠肿瘤生长的影响:移植5周后,与移植PBS对照组荷瘤小鼠相比,移植正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠肿瘤体积显著减小,而移植荷瘤小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠肿瘤体积显著增大;
(4)移植荷瘤和正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞对荷瘤小鼠生存期的影响:与移植PBS对照组荷瘤小鼠相比,移植正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠生存期延长,而移植荷瘤小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠生存期缩短;
(5)移植荷瘤和正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞对荷瘤小鼠外周血中T细胞的影响:与移植PBS对照组荷瘤小鼠相比,移植正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠CD3+/CD3+CD4+/CD3+CD8+T细胞显著增加,而移植荷瘤小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠CD3+/CD3+CD4+/CD3+CD8+T细胞显著减少;
(6)移植荷瘤和正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞对荷瘤小鼠脾脏中T细胞的影响:与移植PBS对照组荷瘤小鼠相比,移植正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠CD3+/CD3+CD4+/CD3+CD8+T细胞显著增加,而移植荷瘤小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠CD3+/CD3+CD4+/CD3+CD8+T细胞显著减少;
(7)移植荷瘤和正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞对荷瘤小鼠肺、脾脏、肝脏组织的影响:与移植PBS对照组荷瘤小鼠相比,移植正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠肺、脾脏、肝脏组织结构和形态正常,而移植荷瘤小鼠脾脏CD4+CD25+细胞则导致一系列病理变化,如细胞变小,细胞质减少,组织固有结构被破坏等。
研究结论:
本文利用小鼠肺癌模型和细胞移植技术,检查了不同来源(正常和荷瘤小鼠)CD4+CD25+细胞的功能特征。当以荷瘤小鼠作为移植受体时,移植正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞能够抑制肿瘤的生长,体现为肿瘤体积减小、小鼠生存期延长、小鼠T淋巴细胞含量增加。相反,移植荷瘤小鼠脾脏CD4+CD25+细胞则促进肿瘤的生长,如肿瘤体积增加、小鼠生存期缩短、小鼠T淋巴细胞含量下降。这些结果表明,CD4+CD25+细胞具有高度功能上的异质性,即在不同环境下其功能行为呈现迥异变化。生理状态的CD4+CD25+细胞可能通过弱化其他调节性细胞对T细胞的抑制作用而抑制肿瘤的生长;而荷瘤状态下,CD4+CD25+细胞细胞表现特征性和强化的免疫抑制作用,包括下调T细胞的产生和促肿瘤效应。
CD4+CD25+细胞是一群具有免疫抑制活性的T细胞,又称为调节性T细胞(Regulatory Tcells,Tregs)。大量研究表明,Tregs抑制肿瘤特异性效应T细胞是肿瘤实现免疫逃逸的重要途径之一,但迄今对Tregs在肿瘤发生过程中功能变化的确切性质仍不甚清楚。本文利用小鼠肺癌模型,比较了正常和荷瘤小鼠CD4+CD25+细胞移植对肿瘤生长和受体小鼠T细胞产生的影响,以期了解肿瘤发生中CD4+CD25+细胞功能变化的特征,为CD4+CD25+细胞干预作为肿瘤治疗方法的建立提供理论基础。
研究方法:
(1)构建肺癌模型小鼠:取对数生长期的Lewis肺癌细胞(Lewis lung carcinoma line,LLC)并用PBS将细胞浓度调整为2.5×106cell/mL,选用6-8周龄的C57BL/6J(CD45.1)小鼠,每只小鼠皮下注射0.2mL对数生长期的Lewis肺癌细胞,然后将小鼠正常饲养4周并测量肿瘤大小,取肿瘤直径不小于1.5cm的小鼠用于后续的实验;(2)小鼠脾脏单细胞悬液的制备:在处死小鼠之后,将小鼠解剖并且取出小鼠脾脏,将其放在DMEM完全培养基中捏碎,再使用红细胞裂解液处理,然后过滤重悬即可得到脾脏单细胞悬液;(3)CD4+CD25+细胞流式分选:脾脏单细胞悬液经7-AAD、CD4、CD25荧光抗体标记之后,使用流式细胞术分选纯化;(4)受体小鼠分组:受体小鼠分为6组,包括正常受体小鼠PBS-N、N-Tregs-N、T-Tregs-N和荷瘤受体小鼠PBS-T、N-Tregs-T、T-Tregs-T,其中荷瘤受体小鼠皮下注射0.2mL对数生长期的Lewis肺癌细胞,而正常组小鼠皮下注射等量PBS;(5)CD4+CD25+细胞移植:用PBS将分选得到的CD4+CD25+细胞的细胞浓度调整为1.25×105cell/mL,再通过尾静脉注射到受体小鼠体内,每只小鼠注射0.2mL;(6)绘制生存曲线:移植后,每日观察小鼠生存状态,记录小鼠生存期;(7)绘制肿瘤生长曲线:移植2周后,每隔一天测量一次小鼠肿瘤的长径(a)和短径(b),并通过公式V=1?2ab2计算小鼠的肿瘤体积;(8)流式分析:移植5周后,处死小鼠后制备小鼠外周血和脾
脏组织的单细胞悬液,随后使用流式细胞术分析两个组织中CD3+/CD3+CD4+/CD3+CD8+T细胞的细胞含量;(9)石蜡切片及HE染色:移植5周后,处死小鼠,解剖取出小鼠肺、脾脏、肝脏组织做石蜡切片,HE染色后对比其组织结构差异;(10)统计学方法:选用GraphPad Prism软件对本次所得实验数据进行统计分析,组间分析采用t检验,统计结果采用平均值±标准差(Standard Deviation,SD;Mean±SD)来表示,P<0.05表示差异具有统计学意义。
研究结果:
(1)肿瘤条件下小鼠脾脏CD4+CD25+细胞含量的变化:为了确定肿瘤状态下CD4+CD25+细胞的含量变化,通过流式细胞术进行检测,结果显示,肿瘤状态下,小鼠脾脏CD4+CD25+细胞绝对数量显著增加;
(2)肿瘤条件下人外周血CD4+CD25+细胞含量的变化:利用流式细胞术检测健康志愿者和肺癌病人外周血淋巴细胞中CD4+CD25+细胞的含量,结果显示,肺癌病人外周血淋巴细胞中CD4+CD25+细胞含量显著增加;
(3)移植荷瘤和正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞对荷瘤小鼠肿瘤生长的影响:移植5周后,与移植PBS对照组荷瘤小鼠相比,移植正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠肿瘤体积显著减小,而移植荷瘤小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠肿瘤体积显著增大;
(4)移植荷瘤和正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞对荷瘤小鼠生存期的影响:与移植PBS对照组荷瘤小鼠相比,移植正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠生存期延长,而移植荷瘤小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠生存期缩短;
(5)移植荷瘤和正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞对荷瘤小鼠外周血中T细胞的影响:与移植PBS对照组荷瘤小鼠相比,移植正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠CD3+/CD3+CD4+/CD3+CD8+T细胞显著增加,而移植荷瘤小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠CD3+/CD3+CD4+/CD3+CD8+T细胞显著减少;
(6)移植荷瘤和正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞对荷瘤小鼠脾脏中T细胞的影响:与移植PBS对照组荷瘤小鼠相比,移植正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠CD3+/CD3+CD4+/CD3+CD8+T细胞显著增加,而移植荷瘤小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠CD3+/CD3+CD4+/CD3+CD8+T细胞显著减少;
(7)移植荷瘤和正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞对荷瘤小鼠肺、脾脏、肝脏组织的影响:与移植PBS对照组荷瘤小鼠相比,移植正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞的受体荷瘤小鼠肺、脾脏、肝脏组织结构和形态正常,而移植荷瘤小鼠脾脏CD4+CD25+细胞则导致一系列病理变化,如细胞变小,细胞质减少,组织固有结构被破坏等。
研究结论:
本文利用小鼠肺癌模型和细胞移植技术,检查了不同来源(正常和荷瘤小鼠)CD4+CD25+细胞的功能特征。当以荷瘤小鼠作为移植受体时,移植正常小鼠脾脏CD4+CD25+细胞能够抑制肿瘤的生长,体现为肿瘤体积减小、小鼠生存期延长、小鼠T淋巴细胞含量增加。相反,移植荷瘤小鼠脾脏CD4+CD25+细胞则促进肿瘤的生长,如肿瘤体积增加、小鼠生存期缩短、小鼠T淋巴细胞含量下降。这些结果表明,CD4+CD25+细胞具有高度功能上的异质性,即在不同环境下其功能行为呈现迥异变化。生理状态的CD4+CD25+细胞可能通过弱化其他调节性细胞对T细胞的抑制作用而抑制肿瘤的生长;而荷瘤状态下,CD4+CD25+细胞细胞表现特征性和强化的免疫抑制作用,包括下调T细胞的产生和促肿瘤效应。