黄芪多糖对结肠癌肿瘤微环境T细胞免疫途径的调节机制研究

目的:探讨黄芪多糖(Astragalus polysaccharide,APS)对人结肠癌LOVO细胞增殖的影响与结肠癌肿瘤微环境中IDO1和PD-L1的调控作用。方法:1)培养人结肠癌LOVO细胞,设置不同浓度的APS药物组(浓度分别为:0mg/m L、0.5mg/m L、1mg/m L、1.5mg/m L、2mg/m LSBE-β-CD体内、2.5mg/m L和3mg/m L),CCK-8实验检测不同浓度APS对人结肠癌LOVO细胞增殖的影响;2)利用Balb/c小鼠建立CT-26皮下移植瘤模型,将60只小鼠随机分为空白组、模型对照组、APS组、APS联合5-FU组、APS联合低剂量5-FU组和5-FU组,共6组,每组10只;3)除空白组外,其余各组造模完成后连续腹腔注射给药治疗7天,每日给药剂量为对照组(PBS,0.2m L/只),APS组(APS:200mg/kg,0.2m L/只),APS联合5-FU组(APS:200mg/kg,0.2m L/只联合5-FU:20mg/kg,0.2m L/只),APS联合低剂量5-FU组(APS:200mg/kg,0.2m L/只联合5-FU:10mg/kg,0.2m L/只),5-FU组(5-FU:20mg/kg,0.2m L/只);4)治疗期间每日监测小鼠饮食及精神状态、活动情况、体重和肿瘤体积。治疗完毕后处死小鼠,收集所需标本并计算小鼠抑瘤率和脾脏指数;5)流式细胞术实验检测各组小鼠脾脏细胞悬液中CD4~+T淋巴细胞和CD8~+T淋巴细胞比例变化;Western Blot实验检测各组荷瘤小鼠肿瘤组织中IDO1和PD-L1蛋白表达变化;高效液相色谱实验检测各组荷瘤小鼠肿瘤组织内Trp和Kyn含量变化;HE染色实验观察各组荷瘤小鼠肿瘤组织学变化;免疫组化实验检测各组荷瘤小鼠肿瘤组织内IDO1、CD4和CD8的表达变化。结果:1)细胞实验中APS浓度为1.5mg/m L时对LOVO细胞的增殖开始出现抑制作用。与对照组相比,APS浓度高于2.0mg/m L时对LOVO细胞存活率产生明显抑制作用(P<0.05);2)动物实验中治疗完毕后对照组肿瘤体积为(553.592±296.276)mm~3,APS组肿瘤体积为(233.116±145.164)mm~3,APS联合5-FU组肿瘤体积为(33.202±33.497)mm~3,APS联合低剂量5-FU组肿瘤体积为(AZD1152-HQPA说明书97.292±54.059)mm~3,5-FU组肿瘤体积为(29.224±21.096)mm~3。与对照组相比,各治疗组治疗7天后小鼠肿瘤体积均显著降低(P<0.05);3)治疗完毕后对照组小鼠体重为(20.0±1.000)g,APS组小鼠体重为(19.6±1.744)g,APS联合5-FU组小鼠体重为(16.2±1.470)g,APS联合低剂量5-FU组小鼠体重为(18.8±1.166)g,5-FU组小鼠体重为(14.4±1.428)g。与对照组相比,APS联合5-FU组和5-FU组小鼠从第4日开始至第7日治疗结束体重出现显著降低(P<0.05);4)对照组脾脏指数为95.991±19.123,APS组脾脏指数为106.758±18.065,APS联合5-FU组脾脏指数为62.163±8.998,APS联合低剂量5-FU组脾脏指数为83.371±17.038,5-FU组脾脏指数为32.049±7.602。与对照组相比,APS联合5-FU组和5-FU组脾脏指数显著下降(P<0.05);5)流式细胞术结果显示与对照组相比,APS联合5-FU组、APS联合低剂量5-FU组和5-FU组小鼠脾脏CD4~+T淋巴细胞比例显著升高(P<0.05)。APS联合低剂量5-FU组和5-FU组CD8~+T淋巴细胞比例显著降低(P<0.05);6)Western Blot结果显示与对照组相比,APS组、APS联合5-FU组和APS联合低剂量5-FU组中IDO1和PD-L1蛋白表达量均显著下降(P<0.05)。表明APS组、APS联合5-FU组和APS联合低剂量5-FU组治疗对肿瘤组织内IDO1和PD-L1蛋白表达均有显著抑制作用;7)高效液相色谱结果显示与对照组相比,各治疗组Trp含量均显著升高(P<0.05),各治疗组之间Kyn含量呈现降低趋势,但差异均不显著(P>0.05);8)免疫组化结果显示与对照组相比,APS联合5-FU组和APS联合低剂量5-FU组内IDO1的表达显著降低(P<0.05)。APS联合5-FU组CD4~+T淋巴细胞的浸润显著降低(P<0.05),CD8~+T淋巴细胞的浸润显著升高(P<0.05)。表明APS联合5-FU有助于增加细胞毒性CD8~+T淋巴细胞浸润。结论:1)APS浓度大于2mg/m L时,以时间、剂量依赖性抑制人结肠癌LOVO细胞增殖。2microbiome stability)APS抑制结肠癌小鼠肿瘤生长,联合5-FU治疗能够有效降低5-FU毒副反应。3)APS提高结肠癌小鼠脾脏指数,改善结肠癌小鼠脾脏免疫功能。4)APS通过抑制结肠癌小鼠肿瘤微环境内IDO1和PD-L1的表达,促进结肠癌小鼠肿瘤微环境中CD8~+T淋巴细胞浸润,从而抑制结肠癌生长,且联合5-FU具有协同促进作用。