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背景OSCC又称为口腔鳞癌(Oral Squamous Cell Carcinoma,口腔鳞状细胞癌)是头颈部最常见的恶性肿瘤之一。OSCC具有局部浸润率高、转移能力强,且后期易复发的特点。TAMs(tumor associate macrophages,肿瘤相关巨噬细胞)在TME(tumor microenvironment,肿瘤微环境)的调控中占据重要地位,OSCC的发生、进展和局部转移与TME有关,但其具体机制尚不清楚。TME能够促进TAMs产生M2型巨噬细胞,从而促进肿瘤的生长、侵袭和转移。吲哚胺2,3-双加氧酶1(indoleamine 2,3-dioxygenase1,IDO1)是人体中能够将必需氨基酸色氨酸分解为犬尿氨酸(L-Kynurenine,KYN)的一种限速酶。近年来有研究表明,KYN能够促进肿瘤的生长、侵袭和转移,并且参与了免疫逃逸的过程。目前国内外关于KYN等代谢物在OSCC中相应的细胞功能及其分子机制的相关研究报道较少,而且其在OSCC肿瘤微环境的具体机制尚未明确。因此本研究课题主要是探究了OSCC患者的癌组织与其癌旁组织之间差异性代谢物,结合这些差异代谢物在OSCC的生长与转移过程中的功能与作用,并进一步说明了在OSCC的肿瘤微环境中恶性肿瘤细胞与TAMs之间的交互调控作用及其潜在可能发生的机制,为OSCC的免疫治疗代谢重编程工作奠定了实验基础和提供了潜在的治疗策略。目的及方法1、基于LC-MS/MS(Liquid Chromatograph Triple Quadrupole Mass Spectrometer,液相色谱-串联质谱联用技术)检测方法对收集到的10例OSCC患者的癌组织和癌旁组织样本的组织进行非靶向氨基酸代谢组学研究。通过多维统计分析,研究癌组织与癌旁组织样本之间的代谢产物的差异,筛选出具有显著差异的代谢物。利用ELISA实验对16例OSCC患者术前、术后的血浆样本和18例健康志愿者的血浆样本进行验证,判断其对头颈部肿瘤的诊断效能,判断其用于诊断OSCC的评价指标作用。2、外源性分别加入0.06μmol/L、0.6μmol/L、6μmol/L的KYN/ACE(N-acetylserotonin,N-乙酰-5-羟色胺)对CAL27细胞进行干预。通过CCK-8(Cell counting kit-8,细胞计数试剂盒8)和平板克隆形成实验检测KYN/ACE对CAL27细胞增殖情况的影响及Transwell实验检测其对CAL27细胞转移能力的影响。3、通过IDO1的siRNA对CAL27细胞进行转染。Real-time PCR实验检测CAL27细胞中转染siRNA后对IDO1基因表达的影响。通过CCK-8实验检测抑制IDO1目的基因表达后对CAL27细胞增殖能力的影响,Transwell实验检测抑制IDO1目的基因表达后对CAL27细胞迁移能力的影响。4、刺激THP-1细胞,获得M0型、M1型和M2型巨噬细胞,进行形态学分析和Real-time PCR鉴定其表型。将M0巨噬细胞与含1μmol/L的KYN/ACE的CAL27细胞悬浮液建立一个共培养的细胞体系。而后通过Transwell实验检测KYN或者ACE对M0巨噬细胞迁移情况,以及Real-time PCR检测其对M0巨噬细胞分化的影响。结果1、基于LC-MS/MS检测癌组织与癌旁组织标本,我们发现在KYN、ACE等代谢物均在色氨酸代谢通路中检测到,且KYN和ACE在OSCC癌组织中较癌旁组织相比明显增加,它们的ROC分别为1和0.99,具有较高的灵敏度和特异性,但在ELISA实验中并未发现OSCC患者的术前和术后以及健康人的血浆中KYN的浓度差异。2、CCK-8检测加入KYN条件培养基实验组的OD值与对照组没有显著差异,但是平板克隆结果显示加入KYN的条件培养基的实验组克隆形成数较对照组增加,且具有一定的浓度依赖性,但是加入ACE的条件培养基CCK-8检测和平板克隆与对照组相比均未发现显著差异。Transwell实验结果显示,在下室中加入KYN和ACE的CAL27细胞较阴性对照组相比,其迁移数量增多,其中最佳浓度为0.6μmol/L。CCK-8结果和Transwell实验结果显示转染IDO1的siRNA后CAL27细胞OD值较对照组明显降低且细胞迁移数量明显减少。3、形态学分析和Real-time-qPCR结果表明我们成功诱导了M0型、M1型和M2型巨噬细胞。Transwell实验结果显示KYN能够促进M0型巨噬细胞向CAL27细胞迁移,而后Real-time PCR鉴定M0型巨噬细胞的分化表型,发现加入KYN能够促进M0型向M2型分化。ACE没有促进M0巨噬细胞募集和分化的作用。结论1、KYN和ACE在OSCC患者的癌组织中较癌旁组织相比代谢水平明显增加,且这两种代谢物在口腔鳞癌组织中表达具有较高的灵敏度和特异性,但是在血浆中没有检测到相同的结果。2、IDO1调控的KYN代谢途径能够促进CAL27细胞的增殖和迁移。3、KYN能够促进M0型巨噬细胞的迁移,并使其产生向M2型巨噬细胞分化的趋势。