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目的:研究猪苓多糖联合卡介苗(BCG)对膀胱癌大鼠肿瘤微环境的免疫调节作用,为探讨猪苓多糖协同BCG治疗膀胱癌的免疫学机制提供参考,同时为寻找新的膀胱癌治疗策略和治疗靶点提供分子依据。方法:1.制备OH-BBN诱导的Fisher344大鼠膀胱癌模型,造模成功后将膀胱癌大鼠随机分为模型组、猪苓多糖组、BCG组、猪苓多糖高剂量组联合BCG组、猪苓多糖中剂量联合BCG组、猪苓多糖低剂量联合BCG组,以膀胱灌注的方式给予供试药物,每周一次,连续给药6周。2.观察供试药物对膀胱癌大鼠的药效学影响:大鼠膀胱组织切片HE染色,进行模型评价;观察膀胱形态变化,计算膀胱、脾脏和胸腺等免疫器官的脏器指数及膀胱体积大小。3.观察药物对膀胱癌大鼠膀胱组织、脾脏、外周血免疫细胞及相关细胞因子的影响:采用FACS技术分别检测外周血与脾脏T淋巴细胞亚群CD3、CD4、CD8及CD25的表达,NK细胞表面分子CD161的表达,巨噬细胞表面分子CD11b、CD68及CD86的表达;IHC技术检测膀胱肿瘤微环境中CD3、CD161及CD68的表达特征。采用ELISA法检测大鼠血清及尿液中的M1型巨噬细胞相关因子IL-6、TNF-α及IFN-γ,M2型巨噬细胞相关因子IL-10的表达。4.IHC技术检测TLR4/NF-κB、JAK2/STAT3信号通路分子的变化;采用UPLC-Q-TOF-MS/MS技术和多元统计方法从非靶向血清代谢组学的角度研究猪苓多糖联合BCG治疗膀胱癌的作用机制。结果:1.模型组大鼠膀胱内壁肉眼可见乳头状、菜花样肿瘤突起,各给药组膀胱内壁肿瘤突起显著减少。与模型组比较,各给药组的膀胱体积均明显减小(P<0.01),BCG组、猪苓多糖组、猪苓多糖高剂量联合BCG组的膀胱指数、脾脏指数均显著减少(P<0.05 或 0.01)。2.FACS分析结果显示,与模型组比较,BCG大鼠促进大鼠外周血中CD3+CD4+的表达(P<0.05);联合用药能促进CD3+CD4+、CD3+CD4+CD25+的表达(P<0.05或P<0.01);BCG、猪苓多糖及猪苓多糖高剂量联合BCG用药能够促进CD3-CD161+的表达(P<0.05或P<0.01),各药物均能促进CD11b+CD68+CD86+的表达(P<0.05或P<0.01)。与模型组比较,BCG、猪苓多糖及猪苓多糖高剂量联合BCG给药促进大鼠脾脏中CD3+CD4+的表达(P<0.01),猪苓多糖及联合给药促进CD3+CD8+的表达(P<0.05或P<0.01);猪苓多糖高、中剂量联合BCG给药促进CD3-CD161+的表达(P<0.01)。3.免疫组化分析结果显示,与模型组比较,BCG组、猪苓多糖组CD3、CD161、CD68的累积光密度均显著升高(P<0.05或P<0.01)。与模型组比较,各药物均能上调大鼠血清中IFN-γ的水平(P<0.05或P<0.01)、下调IL-10的水平(P<0.05),联合用药能上调IL-6的水平(P<0.05或P<0.01);猪苓多糖能上调大鼠尿液中IL-6的水平(P<0.05)。BCG、猪苓多糖及二者联合用药均能上调通路内各分子水平以激活 TLR4/NF-κB、JAK2/STAT3 信号通路。4.多元统计分析结果显示模型组与空白对照组的代谢轮廓区分明显,且在给予BCG、猪苓多糖、猪苓多糖联合BCG后有向正常恢复的趋势。共鉴定了 24个差异性代谢物,分别为油酸酰胺、LysoPC(20:5)、亚麻酸、11-Deoxycortisol、LysoPC(24:0)、色氨酸、CPA(18:2)、亮氨酸、LysoPC(15:0)、鞘氨醇、11,12-Epoxyeicosatrienoic acid、2-Phenylethanol glucuronide、甘氨胆酸、LPI(18:0)、胆酸、Tetrahydrocorticosterone、Sphingosine 1-phosphate、二十二碳六烯酸、Hydroxylinoleic acid、花生四烯酸、LPA(16:0)、链霉素、柠檬酸、Oxymesterone。经过通路富集分析发现与α-亚麻酸代谢和花生四烯酸代谢等炎症通路最为相关,显示猪苓多糖联合BCG治疗膀胱癌的作用机制可能是在发挥治疗作用的同时抑制BCG的炎症反应。结论:BCG、猪苓多糖及两者联合给药可通过TLR4/NF-κB、JAK2/STAT3信号通路促进巨噬细胞向M1型巨噬细胞极化,调节T淋巴细胞亚群分子表达和上调NK细胞水平,从而促进天然免疫与适应性免疫功能的恢复,达到治疗OH-BBN诱导的Fisher344大鼠膀胱癌的目的。另外,代谢组学研究结果显示猪苓多糖还可降低BCG的炎症反应,其机制可能是通过α-亚麻酸代谢通路和花生四烯酸代谢通路发挥作用。