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目的:
免疫系统与恶性肿瘤细胞之间相互作用在肿瘤发生中扮演重要角色。免疫系统不能及时识别及杀伤恶性转化细胞可能会导致癌症发生。恶性肿瘤通过多种机制逃避机体的免疫监视。目前已知许多这些机制是在细胞和分子水平。其中,肿瘤通过不同机制形成利于自身增殖的微环境,诱导微环境中活化T淋巴细胞凋亡而逃逸肿瘤监控机制越来越受到重视。
本研究通过观察人喉癌Hep-2细胞对Jurkat细胞凋亡的影响,探讨Fas、FasL促凋亡途径在人喉癌细胞免疫逃避中的作用;并进一步探讨MMP-7调控Hep-2细胞与肿瘤微环境中免疫细胞相互作用的机制。通过研究MMP-7、Fas、FasL在喉癌组织的表达,探讨其与喉癌患者临床病理特征的关系。
方法:
1.应用RT-PCR、流式细胞仪检测Hep-2细胞表面Fas、FasL的mRNA及蛋白表达;Hep-2细胞与Jurkat细胞共培养,应用MTT比色试验描绘Jurkat细胞生长曲线,应用Hoechst染色荧光显微镜观察及流式细胞术检测Jurkat细胞凋亡情况。
2.采用RT-PCR检测Hep-2细胞中MMP-7的mRNA表达;采用免疫组化技术观察Hep-2细胞MMP-7蛋白的表达情况:用不同终浓度(10ng/mL、100ng/mL、200ng/mL)的重组人MMP-7(RecombinanthumanMMP-7,rhMMP-7)预处理培养Hep-2细胞,或同时加入MMP-7中和性IgG抗体1.0μg/mL,应用酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测培养上清液中可溶性FasL(solubleFasL,sFasL)水平。分别培养Hep-2细胞及Jurkat细胞,将细胞进行不同处理并分为以下5组,(1)A组:Hep-2细胞培养液中加入活化重组人MMP-7(终浓度100ng/mL)后,收集细胞培养上清液孵育Jurkat细胞(1×105/mL);(2)B组:Hep-2细胞培养液中加入活化重组人MMP-7(终浓度100ng/mL)预处理后,收集细胞培养上清液,再加入10μg/mL的FasL中和性抗体NOK-1,孵育1h后,再孵育Jurkat细胞(1×105/mL);(3)对照1组:直接收集Hep-2细胞单独培养上清液孵育Jurkat细胞(1×105/mL);(4)对照2组:普通细胞培养液中加入rhMMP-7(终浓度100ng/mL)预处理后,孵育Jurkat细胞(1×105/mL);(5)对照3组:用普通细胞培养液直接孵育Jurkat细胞培养(1×105/mL);各试验组在37℃、5%CO2培养箱中继续培养12及24小时,收集悬浮Jurkat细胞,分别采用MTT比色试验检测Jurkat细胞增殖情况;流式细胞仪进行细胞周期检测;Hoechst染色观察Jurkat细胞形态学变化;流式细胞仪检测Jurkat细胞凋亡情况;
3.65例配对的喉癌组织和癌旁非瘤组织标本采集自接受手术的喉癌患者。采用免疫组化染色检测MMp-7、Fas、FasL的表达情况,分析各检测指标与喉癌患者临床病理参数的关系,并进行MMP-7与Fas、FasL相关性分析。
结果:
1.流式细胞仪检测Hep-2细胞表面Fas及FasL表达的平均荧光强度分别为(25.57±7.1)和(32.91±5.6)。Jurkat细胞表面Fas及FasL表达的平均荧光强度分别为(65.39±4.6)和(66.48±5.7)。Hep-2细胞(密度为1×106/mL)分别与的Jurkat细胞(密度为1×105/mL、5×105/mL)共培养24h,流式细胞仪检测Jurkat细胞凋亡率为(38.95±0.11)%和(13.28±0.14)%,而Jurkat细胞单独培养的凋亡率为(7.53±0.17)%,共培养组Jurkat细胞较单独培养Jurkat细胞凋亡率明显升高(P<0.01)。MTT比色试验检测显示共培养后Jurkat细胞生长受到明显抑制;当共培养体系中加入FasL中和性抗体NOK-1后,Jurkat细胞凋亡率显著下降(P<0.01)。
2.RT-PCR检测显示Hep-2细胞中表达MMP-7的mRNA;免疫组织化学染色结果显示,MMP-7在Hep-2细胞呈阳性表达,MMP-7表达于Hep-2细胞胞浆中,而细胞核中表达阴性。分别加入10ng/mL、100ng/mL、200ng/mLrhMMP-7孵育后,Hep-2细胞培养上清中sFasL水平分别为0.83±0.182、1.27±0.244、1.64±0.193(ng/mL),较单纯Hep-2细胞培养上清液水平0.55±0.084(ng/mL)显著升高(P<0.05),且上清液中sFasL浓度与MMP-7浓度存在浓度依赖性(P<0.05)。当加入抗人MMP-7特异性IgG抗体共同孵育,上清液中sFasL含量显著减少。MTT比色试验显示,在A组Jurkat细胞增殖较对照组均明显降低(P<0.05),而在B组,Hep-2细胞经MMP-7处理后,收集上清并加入NOK-1孵育处理,再将处理后的上清液孵育Jurkat细胞,Jurkat细胞增殖速度明显恢复。Jurkat细胞培养12h时,在A组,细胞周期停滞在G0/G1期,相应伴随着S期细胞比例的减少。而G2/M期的细胞比例没有受到显著影响。Hoechest染色法对各组Jurkat细胞进行观察,结果显示,A组大量细胞出现了荧光变强,核固缩、碎裂等细胞凋亡的特征性改变,而在NOK-1中和了sFasL作用后及其他对照组,这种典型的细胞凋亡染色改变明显减少。流式细胞仪检测结果显示,A组Jurkat细胞凋亡率(26.37±1.65)%,较对照组明显升高(P<0.01)。
3.喉癌组织中MMP-7蛋白阳性率显著高于癌旁组织(64.6%VS43.1%,P<0.05);喉癌组织中FasL蛋白阳性率显著高于癌旁组织(64.6%VS21.5%,P<0.05);癌旁组织中Fas蛋白阳性率显著高于喉癌组织(73.8%VS55.4%,P<0.05);MMP-7在声门上型与声门型喉癌组间、不同肿瘤分期组间及有无淋巴结转移组间的表达有显著差异(P<0.05),而在不同病理组织分化组间的表达无显著差异(P>0.05);FasL在中低分化喉癌组阳性表达明显高于在高分化组(P<0.05),但FasL蛋白表达与临床分期及是否伴有淋巴结转移及与肿瘤原发位置无明显相关性(P>0.05);Fas在高分化组阳性表达显著高于中低分化喉癌组(P<0.05),而在不同原发位置组间、不同肿瘤分期组间及有无淋巴结转移组间表达无显著差异(P>0.05);喉癌组织中MMP-7与Fas表达具有显著负相关(P<0.01),而与FasL表达无显著相关性(P>0.05)。
结论:
1.喉癌细胞与Jurkat细胞共培养能诱导Jurkat细胞凋亡,其机制可能是人喉癌细胞表面表达的FasL通过Fas/FasL途径诱导表达Fas的Jurkat细胞凋亡。
2.MMP-7可上调喉癌细胞周围微环境中的sFasL水平,这可能是喉癌细胞非接触性诱导其微环境中浸润T淋巴细胞发生凋亡而逃避免疫监视的机制之一。
3.相对癌旁组织而言,MMP-7、FasL在喉癌组织中表达增强,而Fas表达降低。且MMP-7表达与喉癌的进展及淋巴结转移有关,并且可能涉及喉癌细胞逃避免疫监视机制。