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目的:恶性肿瘤的进展往往伴随着转移,特别是肺转移,其频率及相关的死亡率很高,但肿瘤细胞是如何向肺部定植并转移的仍然不清楚。我们在之前的研究中发现来自肿瘤细胞的微颗粒(microparticles,MPs)在肿瘤的转移过程中发挥了一定作用,但是具体机制未知。因此,我们将在本文探讨黑色素瘤通过微颗粒向肺部转移的机制。方法:(1)提取B16-F10、4T-1和LLC细胞微颗粒,用NS300纳米粒度仪检测微颗粒的粒径分布。(2)为研究B16-F10细胞微颗粒处理对黑色素瘤肺转移有无促进作用,用PBS或B16-F10微颗粒尾静脉注射处理B16-F10黑色素瘤荷瘤小鼠21天,HE染色比较肺转移情况。(3)为探究巨噬细胞是否在B16-F10微颗粒促黑色素瘤肺转移中发挥作用,将黑色素瘤小鼠用氯膦酸盐脂质体(clodronate liposome,一种巨噬细胞清除剂)预处理三天后尾静脉注射微颗粒的同时氯膦酸盐脂质体处理21天,观察肿瘤肺转移情况。(4)用PKH-26染料标记的B16-F10细胞的微颗粒静脉注射小鼠,24h后观察微颗粒能否进入肺部并与巨噬细胞共定位;流式和荧光显微镜检测B16-F10细胞微颗粒处理后小鼠肺中巨噬细胞的变化,为排除肿瘤部位免疫细胞微颗粒的影响用脾细胞微颗粒做对照。(5)为研究肺部巨噬细胞的来源,将小鼠用脾细胞和B16-F10细胞微颗粒处理24h,PCR检测肺部趋化因子CCL2表达;体外用微颗粒处理小鼠肺部分选出的巨噬细胞,24h,48h分别用PCR和ELISA检测CCL2的表达;小鼠用氯膦酸盐脂质体清除肺部巨噬细胞或用CCR2敲除小鼠微颗粒处理48h后检测巨噬细胞前体细胞-单核细胞变化。(6)为确定微颗粒处理后巨噬细胞的极化,小鼠用脾细胞以及B16-F10细胞微颗粒处理后,流式和PCR检测巨噬细胞表型相关标志物。(7)为研究肺部IL-6水平与肺转移的联系,检测B16-F10细胞微颗粒处理后小鼠肺部IL-6变化;将B16-F10荷瘤小鼠用B16-F10微颗粒或B16-F10微颗粒联合IL-6抗体处理,观察小鼠肺转移和生存期。(8)我们实验室使用了一种3D纤维蛋白软胶来筛选干细胞样肿瘤细胞即肿瘤再生细胞,这种细胞被认为是导致肿瘤转移的关键,我们用脾细胞和B16-F10微颗粒处理小鼠,再通过尾静脉给小鼠注射PKH26标记的B16-F10肿瘤再生细胞,24h后检测肿瘤再生细胞在肺部定植情况;用B16-F10和脾细胞微颗粒处理皮下接种B16-F10肿瘤再生细胞小鼠,观察小鼠肺部成瘤以及生存期。(9)用脾细胞,B16-F10细胞微颗粒处理小鼠3周后,免疫荧光检测小鼠肺部的纤维蛋白(fibrin)沉积;用B16-F10细胞微颗粒和B16-F10细胞微颗粒/纤维蛋白酶(plasmin)处理小鼠后,检测B16-F10荷瘤小鼠的肺转移情况。(10)为探究肺部fibrin沉积的原因,小鼠用微颗粒和微颗粒/GW2580(一种CSF1R的抑制剂)处理后检测小鼠肺部VEGF-A的浓度;在体外将小鼠骨髓来源的巨噬细胞或者肺部巨噬细胞用B16-F10细胞微颗粒处理,检测VEGF-A浓度。结果:(1)肿瘤细胞的微颗粒的直径为100-1000nm,微颗粒的粒径非均匀分布,中间粒径的微颗粒多。(2)B16-F10细胞微颗粒处理后,黑色素瘤向肺部转移明显增强。(3)黑色素瘤的肺转移与肺部的巨噬细胞有关。(4)B16-F10细胞微颗粒可以进入肺实质中并被巨噬细胞摄取;用B16-F10细胞微颗粒处理后肺部巨噬细胞增多而脾细胞的微颗粒没有这种作用。(5)B16-F10细胞微颗粒处理后小鼠肺部单核细胞明显增多,这一作用与巨噬细胞的CCL2表达增高从而趋化单核细胞进入肺部相关。(6)小鼠用B16-F10细胞微颗粒处理过后,肺部的巨噬细胞同时具有M1型和M2型巨噬细胞部分功能。(7)小鼠肺部IL-6的浓度随B16-F10细胞微颗粒处理次数增加升高,中和IL-6以后B16-F10细胞微颗粒促进黑色素瘤肺转移作用消失。(8)B16-F10微颗粒可以促进肿瘤再生细胞向肺部转移。(9)B16-F10细胞微颗粒处理后的小鼠肺部的fibrin沉积明显变多,plasmin处理可以抑制微颗粒促进黑色素瘤肺转移的作用,表明fibrin沉积与黑色素瘤肺转移相关。(10)B16-F10细胞微颗粒处理后小鼠肺部VEGF-A浓度增高,而抑制巨噬细胞后VEGF-A浓度增高被抑制;巨噬细胞体外用微颗粒处理后测VEGF-A浓度也得到相同结果。结论:B16-F10细胞的微颗粒可以进入肺部并被巨噬细胞摄取,摄取微颗粒后的巨噬细胞CCL2表达增高,趋化单核细胞进入肺部变为巨噬细胞,这种巨噬细胞能分泌炎性因子IL-6的同时还能促进纤维蛋白在肺部沉积,IL-6和肺纤维蛋白沉积改变肺部的化学和物理环境,促使肿瘤再生细胞向肺部转移并进一步形成转移灶。