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髓系来源抑制细胞(Myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)是分化异常的、具有免疫抑制活性的髓系衍生细胞群体,包括髓系祖细胞、形态幼稚的未成熟单核细胞、粒细胞和树突状细胞等。它是导致肿瘤免疫治疗失败的重要原因。因此,人们试图通过清除MDSCs或抑制其功能来减轻或消除机体免疫抑制状态。酸敏感离子通道(acid-sensing ion channels,ASICs)是由H+激活的门控阳离子通道,可以感知细胞内外H+梯度变化。MDSCs是否表达ASICs?肿瘤微环境酸化是否激活ASICs?ASICs是否参与了MDSCs的免疫抑制功能?迄今尚不清楚。本课题以小鼠来源MDSCs为研究对象,观察其ASICs功能亚单位的表达,并在此基础上,探讨肿瘤微环境的酸化对MDSCs的功能影响以及ASICs在其中的作用及其机制。研究的内容和结果如下:1、荷瘤宿主来源MDSCs中ASICs表达增强构建荷瘤小鼠模型,分离正常小鼠和荷瘤小鼠MDSCs,反转录PCR和Western blot研究结果证实:正常小鼠和荷瘤小鼠MDSCs均能表达ASIC1、ASIC2和ASIC3mRNA和蛋白质,且肿瘤MDSCs表达ASICs水平高于正常小鼠。免疫双标法检测ASICs在MDSCs内亚细胞定位结果显示:ASIC1和ASIC3表达于MDSCs细胞质内,ASIC2表达于MDSCs胞膜。2、肿瘤微环境酸化对MDSCs功能的影响(1)微环境酸化可促进MDSCs分泌ROS,当pH降低到5.5之后,其活性氧显著增加,约为正常小鼠的2.6倍(p<0.001)。而微环境酸化对MDSCs的NO表达则无影响。表明粒细胞样MDSC亚群(PMN-MDSC)活化,增加ROS的产生,从而增强其免疫抑制活性,而单核细胞样MDSC亚群(Mo-MDSCs)活化不明显,因此产生NO较少。(2)微环境酸化可促进MDSCs表达TGF-β1,当pH降低至5.5时,荷瘤小鼠表达TGF-β1明显高于正常小鼠(>3倍),用ASICs阻断剂阿米洛利阻断之后,TGF-b1显著降低(p<0.001)。而微环境酸化对MDSCs表达IL-10无显著影响。提示荷瘤小鼠MDSCs可能通过分泌TGF-b1等抑制性细胞因子抑制机体的免疫功能。(3)微环境酸化可促进MDSCs抑制T细胞增殖:利用流式细胞术检测T细胞增殖显示,当T细胞与pH5.5的MDSCs细胞共培养后,T细胞的增殖从32.6%降低到20.4%(p<0.01)。表明微环境酸化促进肿瘤小鼠MDSCs细胞对T细胞增殖抑制作用。3、肿瘤微环境酸化对MDSCs功能影响的细胞信号途径借助Western Blotting检测p38MAPK和NF-κB信号通路关键蛋白磷酸化结果显示:肿瘤来源MDSCs中ASICs表达增强,并通过诱导p38磷酸化,进而促进p65磷酸化水平提高,来促进MDSCs的免疫抑制功能。而用ASICs抑制剂阿米洛利预先阻断ASICs后,p38和p65的磷酸化水平明显降低。提示:在酸化条件下MDSCs免疫抑制功能强化可能是通过促进ASICs表达,并由p38MAPK和NF-κB信号通路所介导的。结论:1.首次发现MDSCs表达ASIC1、ASIC2和ASIC3mRNA及其蛋白质,ASIC1和ASIC3定位于细胞质内,ASIC2定位于细胞膜。荷瘤小鼠MDSCs的ASICs各亚基表达均显著高于对照组正常小鼠。2.肿瘤酸化微环境促进MDSCs分泌ROS和TGF-β1,抑制T细胞增殖。3.肿瘤MDSCs中ASICs表达增强,推测肿瘤微环境酸化信号通过ASICs传导,激活p38磷酸化,进而激活细胞核内p65磷酸化,调控MDSCs相关基因的表达,强化MDSCs免疫抑制功能。