肿瘤细胞受损后释放的DAMPs对肿瘤生物学行为的影响

论文摘要

侵袭性肿瘤的发展病因中，除了基因上的变化，还有宿主的某些变化。包括炎细胞、内皮细胞、成纤维细胞在内的宿主细胞，在肿瘤部位聚集，参与构成肿瘤微环境。于是，肿瘤微环境中包括以下特征性的成分：肿瘤细胞分泌或者释放的物质；侵润的白细胞；募集而来的干细胞；新生的血管和基质。在肿瘤的发展过程中，宿主细胞可以与变异的肿瘤细胞之间进行cross-talking，这种cross-talking造就了侵袭性肿瘤的发展。近年来，研究工作者提出一种假说，认为慢性非程序性死亡的细胞向肿瘤微环境中释放DAMPs（damage-associated molecularpattern），以HMGB1为代表的DAMPs一方面可以导致肿瘤局部的免疫反应，另一方面，也可能有助于构建一个有利于肿瘤发展的微环境。DAMPs的成分被争论了近十年，但有几种作为代表被广泛认可：（1）核蛋白HMGB1（被认为是最具代表的成分）；（2）S100家族；（3）核酸嘌呤代谢产物，腺苷，一磷酸腺苷，尿酸等；（4）HSPs。这些因子通常只存在于胞浆，释放致胞外就会诱发宿主反应。它们的受体主要是TLR2、TLR4、RAGE。此外，RNA、DNA-核蛋白复合物也可能被释放。在以往的研究中证实，DAMPs的释放能被免疫细胞表面的TLRs等受体识别，诱发机体的天然和获得性免疫应答和炎症修复反应。但是，近年的研究发现大量肿瘤细胞也表达TLRs，这开拓了DAMPs对肿瘤产生作用的一个新的思路：DAMPs可能直接而持续地与肿瘤细胞TLRs作用，改变其生物学活性。本文旨在证明DAMPs在体内外对肿瘤生物学行为的影响，并对其机制进行进一步探讨。本实验分为以下四部分。第一部分胞外HSP70对肿瘤生物学行为的影响及机制研究。已有资料证明HSP70可以作为内源性体被免疫细胞上的TLR2／4识别，作为DAMPs的重要成分，是否也可以被肿瘤细胞识别并改变其生物学活性呢?我们在体外培养不同种系细胞株，培养液中加入人工重组HSP70，检测HSP70对细胞增殖、迁移能力的影响和抗凋亡能力的改变。并进一步检测HSP70对肿瘤细胞内TLRs信号通路中重要分子的水平和细胞分泌MMPs的影响。我们发现HSP70能明显促进肿瘤细胞体外增殖，使细胞抗凋亡能力增强，但对细胞的迁移能力的影响不明显。HSP70能明显上调肿瘤细胞内TLRs信号通路中重要分子的蛋白水平，并能上调某些TLRs的蛋白或mRNA水平，但对细胞分泌MMPs影响不明显。第二部分肿瘤细胞低渗冻融上清对肿瘤细胞生物学行为的影响。用细胞低渗冻融上清模拟细胞受损时释放的DAMPs，研究其对肿瘤细胞生物学行为的影响。结果显示细胞低渗冻融上清明显促进肿瘤细胞体外增殖，而且明显提高细胞的侵袭迁移能力；能明显上调肿瘤细胞内TLR信号通路中重要分子的蛋白水平，并能明显促进细胞分泌MMP-2和MMP-9。第三部分H22细胞低渗冻融上清对H22细胞体内成瘤特性及体外增殖凋亡特性的影响体外实验结果显示，冻融上清能促进H22细胞增殖，并能使其对抗凋亡的能力加强。在体外试验的基础上，我们作了进一步的体内试验。试验证明体外用冻融上清处理后注射的H22细胞和与冻融上清混合注射的H22细胞体内成瘤速度比对照组明显加快。第四部分DAMPs中HSP70、HMGB-1的相互关系在肿瘤微环境中，DAMPs中的主要分子是否会相互影响而发挥放大效应呢?按照这个思路，我们进行了一些体外试验。结果证明，胞外肿瘤细胞冻融上清能使肿瘤细胞内HSP70蛋白水平上调，还能促进细胞主动分泌HSP70至胞外；细胞冻融上清、HSP70都能促进细胞主动分泌HMGB-1至胞外。本系列试验从一个新的角度证明了DAMPs对肿瘤产生的直接正向促瘤效应，并证明它们能激活肿瘤细胞的TLRs信号转导途径。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一部分:胞外HSP70对肿瘤生物学行为的影响及机制研究
• 摘要
• Abstract
• 1 材料与方法
• 2 结果
• 3 讨论
• 参考文献
• 第二部分:肿瘤细胞低渗冻融上清对肿瘤细胞生物学行为的影响
• 摘要
• Abstract
• 1 材料与方法
• 2 结果
• 3 讨论
• 参考文献
• 第三部分:H22细胞低渗冻融上清对H22细胞体内成瘤特性及体外增殖凋亡特性的影响
• 摘要
• Abstract
• 1 材料与方法
• 2 结果
• 3 讨论
• 参考文献
• 第四部分:DAMPs中HSP70、HMGB-1的相互关系
• 摘要
• Abstract
• 1 材料与方法
• 2 结果
• 3 讨论
• 参考文献
• 综述:TLR信号途径和肿瘤微环境中"危险信号"（DAMPs）对肿瘤生物学行为的影响
• 参考文献
• 致谢