立题依据:研究背景:恶性淋巴瘤(ML)是一组起源于淋巴系统的恶性肿瘤,多发生于淋巴结和(或)结外部位淋巴组织,通过肿瘤细胞表面的白细胞分化抗原不同可将其分为T细胞来源淋巴瘤及B细胞来源淋巴瘤两大类。T细胞淋巴瘤临床较B细胞淋巴瘤较为少见,仅约占所有淋巴瘤的10%-15%。但这类淋巴瘤由于其亚洲人群高发病率、明显的个体异质性、广泛的症状特异性、较差的治疗预后和转归及大多数在治疗2-3年内复发的特点,也一直受到国内外学者的广泛重视。复方苦参注射液由于其抗肿瘤、镇痛、增强免疫等功效,常用于晚期患者的维持治疗及放化疗辅助治疗。中国中医科学院首席研究员、中国中医科学院广安门医院肿瘤科前主任林洪生教授在多年的淋巴瘤患者诊治过程中发现复方苦参注射液在治疗缓慢进展的T细胞淋巴瘤,尤以伴以多种形式皮肤损伤的患者效果显著,填补了缓慢进展或除皮肤受累症状外并无其他淋巴结或结外器官受累症状的患者等待观察期无药可用的空白,缓解了患者症状,显著改善生活质量。研究目的:本研究分别通过体内及体外实验设计,探索复方苦参注射液对不同人源淋巴瘤细胞系的干预作用,并在小鼠体内模型中进一步验证和探索其免疫调控作用机制。为复方苦参注射液临床有效性是否源于其对淋巴瘤抑制调节作用提供进一步科学依据。研究方法:1.复方苦参注射液对淋巴瘤细胞增殖、凋亡、细胞周期的影响1.1复方苦参注射液对不同淋巴瘤细胞系增殖的影响及筛选分别培养Hut78(人源皮肤T细胞淋巴瘤细胞株)、Loucy(人源T淋巴细胞白血病细胞株)、Jurkat(人源T淋巴细胞白血病细胞株)、Raji(人源B细胞淋巴瘤细胞株)、EL4(鼠源T淋巴细胞白血病细胞株)5种不同淋巴瘤细胞株。通过比较CCK8及prestoblue敏感度及复方苦参注射液颜色带来的影响,选择prestoblue法作为细胞活力检测试剂。使用prestoblue法及细胞计数法重复验证不同浓度(0.039-5mg/ml)复方苦参注射液对不同细胞株干预后24h、48h、72 h、96h后对其增殖的影响。从而筛选增殖抑制有效及敏感的细胞株。1.2复方苦参注射液对T细胞淋巴瘤Hut78、Loucy细胞周期的调节作用对上一步筛选敏感细胞株Hut78、Loucy细胞采用PI染色,通过流式细胞仪检测细胞周期,分析不同剂量复方苦参注射液对细胞周期的调节作用。1.3复方苦参注射液对T细胞淋巴瘤Hut78、Loucy细胞凋亡的影响对敏感细胞株Hut78、Loucy细胞采用7AAD/AnnexinV双染色,流式细胞仪检测细胞凋亡率,分析不同剂量复方苦参注射液对细胞凋亡的诱导作用。并通过Western Blot法检测凋亡相关内切酶casepase3、casepase7表达进一步证实凋亡的发生。2.复方苦参注射液对Hut78、Loucy细胞信号调控通路蛋白表达的影响应用反向蛋白阵列术(RPPA)检测敏感细胞株Hut78经不同剂量复方苦参注射液干预24h后蛋白表达差异,聚类分析潜在作用通路,蛋白质印迹法(WB)验证相关有效通路蛋白在复方苦参注射液干预的Hut78、Loucy细胞蛋白表达中的影响,明确复方苦参注射液抑制细胞增殖、诱导细胞凋亡等生物学行为的调控机制。3.复方苦参注射液对Hut78、Loucy细胞能量代谢的影响使用高压液相和质谱联用的方法定量检测敏感细胞株Hut78、Loucy经不同剂量复方苦参注射液干预24h后代谢产物表达差异,明确复方苦参注射液影响肿瘤细胞能量代谢生物学行为的调控机制。4.复方苦参注射液对EL4淋巴瘤动物模型的体内实验研究4.1复方苦参注射液对EL4淋巴瘤模型生存期的影响使用C57BL/6J小鼠构建EL4淋巴瘤动物模型,将荷瘤小鼠随机分为低、中、高剂量(2ml/kg、4ml/kg、8ml/kg)复方苦参注射液组,甲氨喋呤(MTX)组,生理盐水组以腹腔注射方式干预荷瘤小鼠14天,观察记录其对瘤体大小、小鼠体重及生存期的影响,探索CKI治疗的最佳剂量。4.2复方苦参注射液对EL4淋巴瘤模型免疫调节及肿瘤能量代谢的影响使用C57BL/6J小鼠构建EL4淋巴瘤动物模型,将荷瘤小鼠随机分为最佳剂量复方苦参注射液组(2ml/kg,4ml/kg)及生理盐水组以腹腔注射方式干预荷瘤小鼠7天,观察比较瘤体大小,绘制瘤体生长曲线;通过免疫细胞亚群测定检测小鼠肿瘤及脾脏免疫细胞分型表达;通过高压液相和质谱联用的方法进行肿瘤组织代谢产物检测。以进一步验证探索复方苦参注射液体内作用机制;小鼠肿瘤组织石蜡切片的制作及Cleave Casepase3 IHC染色用以检测肿瘤组织凋亡情况。以进一步验证探索复方苦参注射液体内作用机制。研究结果:1.通过细胞活力鉴定的方法学摸索,CCK8及Prestoblue均具有良好的敏感性,但复方苦参注射液颜色对Prestoblue读数的影响程度更小。因此选择prestoblue法及细胞计数法重复验证CKI在淋巴瘤细胞增殖中发挥的作用。Prestoblue法结果显示复方苦参注射液对5种淋巴瘤细胞均显示出生长抑制作用。其中T细胞淋巴瘤细胞系Hut-78、EL4、Loucy、Jurkat要显著强于B细胞淋巴瘤细胞Raji,在人源T细胞淋巴瘤细胞系中,复方苦参注射液对Hut-78(人源皮肤T细胞淋巴瘤细胞)抑制效果最强,Loucy(人源T淋巴细胞白血病细胞株)的抑制效果次之,均呈现显著的剂量及时间依赖性。细胞计数法结果与Prestoblue检测结果趋势一致,也进一步验证Prestoblue细胞增殖-活力检测方法检测结果的真实性及准确性。细胞周期检测结果显示CKI处理后Hut-78、Loucy细胞的细胞周期G0-G1,S,G2/M期并未见明显的周期停滞作用。但是subG 1期的比例呈明显剂量依赖性增加,提示细胞凋亡在CKI的作用机制中或许扮演着重要作用。细胞凋亡检测结果显示CKI可以诱导Hut-78、Loucy细胞的凋亡,凋亡相关内切酶casepase3、casepase7蛋白表达的Western Blot检测也进一步证实了这一点。不同的是,CKI在48h更多的引起Hut-78细胞的早期凋亡,其凋亡率增高明显;但在Loucy细胞中,晚期凋亡和坏死细胞比率更多,这说明CKI诱导Loucy细胞死亡的方式或机制与Hut-78可能纯在差异。2.通过分析反向蛋白阵列术(RPPA)结果发现CKI的潜在作用通路可以聚焦在 PI3K/Akt/mTOR、NF-KB、MEK/ERK 等通路,其中 PI3K/Akt/mTOR 通路的多数蛋白表达调节符合CKI调节分子机制的构想。Western Blot验证结果证实CKI可通过下调Hut-78细胞中PI3K/Akt/mTOR通路蛋白表达,进一步调控其下游AMPK/TSC1/mTor/S6通路,从而影响细胞增殖或诱导凋亡。这种现象在Loucy细胞中同样可见。可见,调控PI3K/Akt/mTOR通路及AMPK/TSC1/mTor/S6通路也许是CKI作用T细胞淋巴瘤的主要分子机制。3.高压液相和质谱联用的方法检测提示CKI具有潜在调控谷氨酸及乳酸代谢的作用。CKI可以通过直接减少谷氨酸或乳酸代谢的途径抑制糖解途径酵,减少肿瘤能量代谢。Western Blot蛋白表达验证结果证实CKI具有潜在下调GLS1、LDHA蛋白表达的作用,从而干预肿瘤能量代谢途径,减少肿瘤能量供应。4.通过对C57BL/6J小鼠构建EL4淋巴瘤动物模型,我们发现CKI、MTX干预相比生理盐水组可显著提高生存率,延长生存期,相较于化疗药物MTX,CKI表现出非劣势的作用。比较两个实验的小鼠瘤体生长曲线,发现CKI干预后瘤组织的瘤体积增长速度呈降低趋势,与生存期研究结果相一致,相较于化疗药物MTX,CKI依然表现出非劣势的肿瘤抑制作用。免疫细胞亚群结果提示CKI可以选择性上调T细胞亚群(CD3+),而其中发挥作用的主要免疫细胞群体可能是上调辅助T细胞(CD3+CD4+)、调节性T细胞(CD4+FoxP3),或下调Th17细胞(CD3+CD4+IL17)比例达成的。这一发现提示CKI的抗肿瘤作用可能与免疫调控有关。通过对肿瘤组织代谢产物的高压液相和质谱联用的方法发现CKI在谷氨酸途径代谢中,可以显著降低谷氨酰胺、谷氨酸及乳酸含量。这与Hut-78及Loucy的实验结果相一致,也进一步提示CKI可以通过抑制谷氨酸及糖酵解途径影响肿瘤能量代谢,降低肿瘤供能,从而发挥抑制肿瘤生长的作用。小鼠肿瘤组织石蜡切片的制作及Cleave Casepase3 IHC染色的结果显示CKI的抑瘤作用可能是通过诱导细胞凋亡产生的,这也进一步印证了体外实验的结论。研究结论:1.复方苦参注射液对淋巴瘤细胞均显示出生长抑制作用。其中对T细胞淋巴瘤要显著强于B细胞淋巴瘤。其发挥细胞增殖抑制的作用可能是通过诱导细胞凋亡完成;2.调控PI3K/Akt/mTOR通路及AMPK/TSC1/mTor/S6通路也许是CKI作用T细胞淋巴瘤的主要分子机制;3.CKI具有降低谷氨酸及乳酸代谢的作用,从而抑制糖解酵途径,减少肿瘤能量代谢,这一点在体内外实验中均得到了验证;4.CKI干预EL4淋巴瘤动物模型可以提高生存率,延长生存期,降低肿瘤生长速度,相较于化疗药物MTX,CKI表现出非劣势的作用;5.CKI发挥肿瘤免疫调节的机制可能是下调Th17(CD3+CD4+IL17)/Treg(CD4+FoxP3)比例,提示CKI的抗肿瘤作用可能是通过抑制肿瘤相关性炎症发挥的。