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一、背景和目的 肝癌(liver cancer)是我国发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一,每年约有383000人死于肝癌,占世界肝癌总死亡人数的51%[1],其中以原发性肝细胞肝癌(hepatocellular carcinoma,HCC)最为常见。HCC 的发生与肝炎病毒感染密切相关,尤其以乙肝病毒(HBV)和丙肝病毒(HCV)为主[2-4],且我国 HBV的感染者众多,因此 HCC的发病率和死亡率相对较高。自1992年以来,虽然通过接种疫苗等方法有效阻止了HBV的传染,但最近几年HBV感染导致的HCC的发病率仍有上升的趋势[1]。手术是目前治疗HCC的主要手段,虽然以奥沙利铂(L-OHP)为主的FOLFOX4化疗方案已应用于临床,但效果依然十分有限。在针对 371 名不能接受手术的晚期HCC患者进行化疗的Ⅲ期临床试验中发现,与单独使用多柔比星的患者相比,FOLFOX4 治疗组的mPFS得到了一定程度的延长(1.77 mo vs 2.93 mo,p<0.001),虽然差异具有统计学意义,但从临床实际情况来看,一个多月的提升效果并不十分理想[5]。PD-L1(programmed death-ligand 1,PD-L1)是一种常见的免疫检查点分子,在DC细胞、肿瘤及其间质细胞等有广泛的表达,PD-L1能通过配对结合PD-1抑制T淋巴细胞的活性和功能,诱导肿瘤免疫逃逸的发生[6-8]。有研究报道,在某些实体肿瘤的治疗中,一些常见的化疗药能使PD-L1表达升高,从而导致疗效下降甚至失败[9, 10]。在L-OHP治疗HCC过程中是否也会导致这一现象发生,还未见文献报道。本课题拟通过实验研究,了解PD-L1在L-OHP治疗HCC过程中的表达情况和作用机制,探讨阻断 PD-L1 在增强 L-OHP治疗HCC效果中发挥的作用,为解决HCC的化学治疗效果不佳这一难题提供新的理论依据。 二、方法 第一部分 PD-L1在HCC中的基础表达情况及L-OHP作用后的表达变化情况 1.使用免疫组化和Western Blot等实验方法,检测人HCC组织和人HCC细胞系HepG2中PD-L1的基础表达量。 2. 使用CCK-8细胞活性实验检测L-OHP对HepG2细胞的杀伤作用,计算IC50,并以此为参考确定实验的加药浓度。 3.使用qRT-PCR和Western Blot等实验方法,分别在mRNA和蛋白水平检测L-OHP作用HepG2细胞后PD-L1的表达变化情况。 第二部分 L-OHP联合抗PD-L1单抗治疗HCC的实验研究 1. 抽取人新鲜血液,使用淋巴细胞分离液提取出血液中的外周血单个核细胞(PBMC)。激活PBMC中的T淋巴细胞后,建立HepG2细胞和PBMC的共培养模型,分为1个空白对照组和3个治疗组(NC组,L-OHP组,anti-PD-L1组,L-OHP+anti-PD-L1组),使用平板克隆实验和划痕实验检测各组药物对HepG2细胞功能的影响。 2. 取24只C57BL/6J小鼠,皮下注射同源小鼠肝癌细胞Hepa1-6,建立肝癌移植瘤模型。将模型小鼠分为1个空白对照组和3个治疗组(NC组,L-OHP组,anti-PD-L1组,L-OHP+anti-PD-L1 组),治疗结束后计算各组小鼠肿瘤的质量、肿瘤抑制率和生存时间。 第三部分 L-OHP导致PD-L1上调的机制研究 1.L-OHP作用HepG2细胞24h后,使用qRT-PCR和Western Blot实验检测CDK5和p-ERK1/2的表达变化情况。 2.UO126抑制ERK1/2的磷酸化后,再加入L-OHP作用HepG2细胞24h,然后使用Western Blot实验检测PD-L1的表达变化情况。 3.PMA促进ERK1/2的磷酸化后,使用Western Blot实验检测PD-L1的表达变化情况。 三、结果 第一部分 PD-L1在HCC中有基础表达,而L-OHP能够上调HepG2细胞PD-L1的表达 1.免疫组化和Western Blot实验结果显示:PD-L1在临床HCC组织和人HCC细胞株HepG2中均有表达。 2.CCK-8实验结果显示:L-OHP能明显抑制HepG2细胞的生长,且呈剂量依赖性。 3.qRT-PCR和Western Blot实验结果显示:无论在mRNA还是蛋白水平,L-OHP均能诱导HepG2细胞的PD-L1表达上调(p<0.05)。 第二部分 抗PD-L1单抗能显著增强L-OHP的抗HCC作用 1. 划痕实验和平板克隆实验结果显示:L-OHP 组、anti-PD-L1 组和L-OHP+anti-PD-L1组的HepG2细胞克隆形成能力和迁移能力均小于NC组(p<0.05),其中L-OHP组和anti-PD-L1组之间的HepG2细胞克隆形成能力和迁移能力差异无统计学意义(p>0.05),L-OHP+anti-PD-L1组的HepG2细胞克隆形成能力和迁移能力小于L-OHP组和anti-PD-L1组(p<0.05) 2.小鼠 HCC 移植瘤模型结果显示:L-OHP 组和 anti-PD-L1 组的肿瘤质量小于NC组(p<0.05),肿瘤抑制率大于NC组(p<0.05),L-OHP组和anti-PD-L1组之间的肿瘤质量和肿瘤抑制率均无明显差异(p>0.05),L-OHP+anti-PD-L1组的肿瘤质量小于其余3组(p<0.05),肿瘤抑制率大于其余3组(p<0.05)。 第三部分 L-OHP可通过提高ERK1/2磷酸化水平上调HCC细胞的PD-L1表达 1.L-OHP作用HepG2细胞后,qRT-PCR和Western Blot实验结果显示,CDK5表达量在mRNA和蛋白水平均无明显改变(p>0.05),p-ERK1/2表达量则明显增加。 2. 使用ERK1/2的抑制剂UO126抑制其磷酸化后,再加入L-OHP作用HepG2细胞24h,Western Blot实验结果显示,PD-L1表达量无明显改变。 3.使用ERK1/2的激动剂PMA促进其磷酸化后,Western Blot实验结果显示, PD-L1表达量明显增加。 四、结论 L-OHP 在治疗 HCC 的同时,能够通过促进 ERK1/2 的磷酸化水平上调 HCC 的PD-L1表达,从而导致治疗失败。而此时联合使用抗PD-L1单抗阻断PD-L1,L-OHP的抗HCC作用将得以显著提升。