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目的:免疫疗法目前已成为除了放化疗与手术治疗外的一种较为广泛应用于临床肿瘤治疗的有效治疗方案之一,然而,肿瘤细胞仍可通过某些特定路径,脱离免疫系统的监视与清除,从而导致肿瘤细胞的增殖扩散与患者病情的进一步恶化,即肿瘤细胞的免疫逃逸。研究表明,抗原特异性T细胞与杀伤性T细胞的活化可通过来自肿瘤细胞的PD-L1与淋巴细胞表面PD-1受体的结合而干扰并下调T细胞的免疫应答,因此,寻找肿瘤微环境中影响PD-1/PD-L1表达水平的因素对进一步探索免疫逃逸机制至关重要。近来研究表明,糖酵解过程对PD-1/PD-L1引发的免疫逃逸过程有调控作用,除此之外,谷氨酰胺氨基酸代谢过程亦可能对膀胱癌细胞的免疫逃逸机制的触发起重要作用,控制谷氨酰胺代谢水平可能具有调控膀胱癌细胞免疫逃逸的功能。本研究通过观察在单培养或共培养条件下的谷氨酰胺代谢对CD8+T细胞的PD-1表达与膀胱癌T24/5637细胞中PD-L1表达的影响,初步探讨谷氨酰胺代谢对调节膀胱癌PD-1/PD-L1表达的作用影响与生物学机制。方法:T24与5637膀胱癌细胞于中国科学院生物学研究所购得,CD8+T细胞由健康志愿者外周血分离获取。谷氨酰胺的代谢水平由谷氨酰胺类似物DON(6-重氮基5-氧代-正亮氨酸)控制。使用12孔板在体外进行膀胱癌细胞T24/5637的单培养以及膀胱癌细胞与CD8+杀伤性T细胞的共培养。通过流式细胞分析测定所分离的CD8+T细胞纯度,通过RT-qPCR分析检测CD8+T细胞和膀胱癌细胞中PD-1/PD-L1基因的表达水平,并通过Western Blot与免疫荧光检测5637和T24细胞中PD-1/PD-L1蛋白的表达水平。结果:首先,仅改变单培养组膀胱癌T24/5637细胞的谷氨酰胺代谢水平,其PD-L1的表达没有因谷氨酰胺代谢水平的变化而有显著差异。然而,在外加干扰素的条件下,在T24/5637的单培养组中其PD-L1的表达水平与其谷氨酰胺代谢水平呈正相关。在共培养体系中,每组细胞(T24/CD8+、5637/CD8+)在相同方向上的谷氨酰胺代谢水平的变化显示出PD-1/PD-L1的表达的同向趋势,即在一定范围内,谷氨酰胺代谢水平越高,PD-1/PD-L1的表达水平越高。随着谷氨酰胺代谢逐渐抑制,共培养组中T24/5637细胞中的PD-L1与CD8+T细胞中的PD-1表达水平逐渐降低。结论:通过研究结果可知,在肿瘤微环境中,谷氨酰胺代谢在CD8+T细胞与T24/5637中的PD-1/PD-L1的表达水平中起重要作用。即当膀胱癌T24/5637细胞与CD8+T细胞在体外共培养时,改变谷氨酰胺代谢水平将调控PD-1/PD-L1的表达水平,由此可推测体内免疫防御过程中,控制谷氨酰胺代谢水平可能对膀胱癌细胞的PD-L1与CD8+T细胞的PD-1表达具有调控作用。我们通过模拟肿瘤微环境得出谷氨酰胺代谢与PD-L1表达的初步结论,未来的研究应着力于谷氨酰胺代谢通路与PD-L1通路的交叉点探索或相关基因的生物学分析。