近年来，免疫治疗在肿瘤研究中越来越受到人们重视。其中，细胞因子因其能在体内激活免疫细胞，对细胞免疫和体液免疫都有调节作用，因此在肿瘤免疫治疗中具有十分重要的作用，常被用作疫苗辅佐剂以达到治疗肿瘤的目的。目前较为常用的是在体外利用基因工程技术修饰肿瘤细胞，使之表达免疫刺激因子而在体内诱导抗肿瘤效应。IL-21主要由活化的T细胞产生，对适应性免疫和固有免疫都有调节作用。在小鼠肿瘤模型中，IL-21可通过增强T细胞和NK细胞活性等诱导抗肿瘤效应，在多种小鼠肿瘤模型及乳腺癌、黑色素瘤、肾癌、肝癌等临床实验中，都证实能有效诱导强烈的抗肿瘤效应，可产生持久地抑制肿瘤生长作用及延长荷瘤鼠的生存时间。但是，全身应用高剂量的细胞因子常会带来严重的毒副作用，而将多种基因同时导入肿瘤原代细胞又十分困难，这些原因导致细胞因子在肿瘤免疫治疗中应用而受阻。为了克服这一困难，在本研究中，我们设想能否将小鼠IL-21以糖基化磷脂酰肌醇（glycosylpho sphatidylinositol，GPI）形式表达于肿瘤细胞膜表面，从而能直接将IL-21导入并局限于肿瘤局部。IL-21可同时调节固有免疫和适应性免疫，增强CD8+T细胞毒活性及促进其增殖，减少抗原特异性淋巴细胞的凋亡；并且还可作为共刺激分子增强记忆淋巴细胞反应及调节免疫平衡。GPI是细胞表面糖蛋白的一个脂锚，目的蛋白可通过GPI锚的一端插入细胞膜脂质双分子层而表达于细胞膜表面。细胞内存在有酶、表面抗原、细胞因子及粘附分子等多种GPI锚定蛋白。传统的多肽锚多具有跨膜结构域，与细胞质内的某种特异性成分结合。但GPI是在肽链翻译后加至其羧基端的，多与相连接的蛋白质无特异的相关性，所以，我们选择GPI为锚固分子制备瘤苗。本研究目的就是希望在小鼠肿瘤模型中摸索出新的肿瘤疫苗治疗策略，为瘤苗早日应用于临床奠定基础。　　 本研究中，在将mIL-21与GPI锚定信号肽编码基因的融合基因导入小鼠黑色素瘤B16F1O细胞系后，即可将mIL-21以GPI锚定的形式表达于细胞膜表面。肿瘤细胞的增殖活性未受目的基因导入的影响，同时IL-21仍具有生物学活性。瘤苗免疫的小鼠脾细胞增殖活性、CTL和NK细胞毒活性均有不同程度的增高，研究结果显示，GPI锚定的IL-21在高致瘤性的小鼠黑色素瘤模型中能诱导较强的抗肿瘤效应。　　 由于肿瘤的发生机制相当复杂，而单一的细胞因子的作用又比较局限，不同免疫分子的联合已成为目前基因治疗肿瘤的一个重要策略。已有多个实验证明，IL-21在与IL-2、IL-15、IFN-α及CD25单抗等联用时，比较单一细胞因子应用能产生更为强烈的抗肿瘤效应。基于此，本研究又构建了双表达IL-21-gpi和分泌性GM-CSFs（GM-CSFs）的瘤苗B16F10/IL-21一gpi-GM-CSFs，并对其诱导的抗肿瘤效应与单独应用IL-21-gpi、GM-CSFs分别作了比较。结果发现，同时表达两种细胞因子可诱导出较IL-21-gpi或GM-CSFs单独应用更为强烈的抗肿瘤免疫，且可能与瘤苗免疫小鼠NK细胞毒活性、CD8+T细胞毒活性、IFN-γ分泌能力增高等机制有关。　　 本研究结果表明，IL-21-gpi可诱导较分泌性IL-21（IL-21s）更强的抗肿瘤效应，且IL-21-gpi与GM-CSFs在小鼠体内具有协同抗肿瘤作用。这些研究资料为肿瘤疫苗的研制带来了新的借鉴。