北京白癜风医院哪家最好 http://news.39.net/ylzx/bjzkhbzy/

阅读提示

阅读本文大约需要7分钟

导读：

本文献研究背景

本文献研究内容

本文献研究总结

一、研究背景

化疗是晚期胃癌(GC)患者的首选治疗方法，抗肿瘤化疗药物的治疗招募了更多的肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)，这些巨噬细胞与化疗耐药的发展密切相关。在许多实体肿瘤内部乏氧环境的作用下，缺氧诱导因子1(HIF1)在乏氧条件下激活一系列与胃癌的血管生成、侵袭、能量代谢、肿瘤生长和预后不良有关的基因。在这篇文章中，作者证明了在5-氟尿嘧啶（5-FU）治疗后，GC细胞中的缺氧诱导因子1（HIF1）被激活，并导致M2型TAMs的大量积聚，从而保护肿瘤细胞免受化疗药物的侵害。机制上，在5-FU作用下，GC细胞内活性氧的积累，诱导HIF1信号的激活，驱动高迁移率族蛋白B1（HMGB1）的表达，导致更多的巨噬细胞浸润到GC肿瘤中。而这些TAMs表现出M2型表型，并分泌高水平的生长分化因子15（GDF15），通过促进脂肪酸β-氧化（FAO）增强肿瘤细胞的耐药性（GDF15与多种癌症的化疗药物耐药有关，包括胃癌、肺癌、前列腺癌、结肠癌、卵巢癌和乳腺癌，肿瘤内各种类型的细胞可表达GDF15，包括肿瘤细胞、巨噬细胞和成纤维细胞间质细胞。脂肪酸氧化提高了胃癌细胞的化疗耐受性）。用抗体阻断GDF15或依托莫西抑制肿瘤细胞FAO，均能提高肿瘤细胞对5-FU的敏感性。因此，本研究为了解肿瘤细胞与免疫微环境的相互作用提供了新的视角，为胃癌的临床治疗提供了新的治疗靶点。

二、研究结果

Figure1

图1a采用二氯荧光素二乙酸酯(DCFDA)对细胞内存在活性氧积累的细胞进行染色。利用流式细胞术检测DCFDA信号，发现5-FU的加入增加了胃癌AGS细胞ROS阳性细胞的频率。另外，另一种化疗药物长春新碱(VCR)也能增加具有高活性氧(ROS)水平的AGS细胞的存活率。众所周知，高水平的ROS与HIF1α蛋白的积累有关，当AGS细胞被5-FU或VCR处理后，HIF1α蛋白水平表达升高（图1b）。图1c表示5-FU和VCR的加入显著加剧了HIF1α的主要结合位点缺氧反应元件（HRE）的转录活性，并且呈时间依赖性，这表明HIF1α信号的激活并非直接由化疗引起。于是作者引入N-乙酰-l-半胱氨酸（NAC）来阻断ROS在AGS细胞中的积累。图1d显示NAC的添加分别有效地削弱了5-FU和VCR治疗后AGS细胞中HIF1α的激活。这些数据表明，化疗期间ROS的产生导致胃肿瘤细胞假性缺氧，然后激活HIF1α信号。

Figure2

图2a，胃肿瘤细胞中HMGB1的表达水平，在加入VCR或5-FU后，HMGB1mRNA的表达水平得到了强有力的扩增。作者引入siRNA来消除内源性HIF1a，另外引入两个HIF1a突变体来调控HIF1α信号：HIF1a-ΔODD，提高HIF1α的稳定性；HIF1a-R27G，削弱HIF1α的DNA结合能力。图2b显示，HIF1a的消除显著抑制了HMGB1的表达，而HMGB1在5-FU治疗后增加。图2c显示，即使存在5-FU，HIF1a-ΔODD突变体的强制表达仍然上调HMGB1水平，表明HIF1α足以激活AGS细胞中HMGB1的转录，而HIF1a的削弱显著抑制了HMGB1的表达，也支持了在5-FU治疗期间调节HMGB1表达需要HIF1α信号。图2d也进行了验证。HMGB1启动子区具有缺氧反应元件（HRE），是HIF1α的DNA结合位点，图2e显示，5-FU可显著提高AGS细胞中的荧光素酶活性，HIF1a-ΔODD突变体的强制表达明显引起了HMGB1启动子的转录活性，而过表达的HIF1a-R27G则削弱了5-FU的影响。作者删除其HRE片段，结果显示这几乎消除了5-FU处理或HIF1a-ΔODD过度表达引起的荧光素酶活性上调。图2f显示5-FU处理或HIF1a-ΔODD过表达显著增强了抗HIF1抗体在HMGB1上游--基因区沉淀的能力，这个片段中包括HRE。相反，这几个组处理都不能改变--启动子区的抗HIF1抗体沉淀能力。总之，激活HIF1驱动转录HMGB1在AGS细胞的5-FU处理。图2f显示5-FU组和HIF1a-ΔODD过表达组的巨噬细胞浸润增强，而HIF1a-R27G组的巨噬细胞浸润明显减弱，此外，用抗体中和条件培养基中的HMGB1蛋白，用siRNA沉默内源性HMGB1mRNA，两处理组巨噬细胞浸润明显减少。

Figure3

图3a,b,c显示，相对于对照组，5-FU组和HIF1a-ΔODD组明显加重了移植瘤中F4/80阳性巨噬细胞的数量，以及CD45+免疫细胞中CD11b+F4/80+巨噬细胞的比例，其中肿瘤细胞的HIF1信号通路持续激活。而HIF1-R27G组F4/80+巨噬细胞和CD45+CD11b+F4/80+免疫细胞的含量均明显降低。图3d显示，与对照组相比，5-FU组和HIF1a-ΔODD组的HMGB1mRNA表达水平更高，而HIF1-R27G组HMGB1的表达水平相对较低。肿瘤组织中巨噬细胞标记基因ANGRE1和CD68的表达趋势与HMGB1相同，表明HMGB1的表达与巨噬细胞的积累密切相关。图3e显示，M2标记物表达水平在5-FU组和HIF1a-ΔODD组中显著增加，但在HIF1a-R27G组中没有显著增加。作者用抗HMGB1抗体对小鼠体内HMGB1蛋白进行中性化处理，导致5-fu促进的巨噬细胞积累明显减少，并损害与M2巨噬细胞有关的基因的表达水平。图3f表示肿瘤大小的统计，提示肿瘤对5-FU的不敏感性依赖于HIF1的活性和HMGB1的分泌。

Figure4

图4a，AGS细胞与异种移植瘤新鲜分选的TAMs共培养，结果显示，5-fu处理的对照组和HIF1a-ΔODD组的肿瘤细胞与TAMs联合培养时，AGS细胞表现出更高的化疗耐药性，而5-FU治疗的HIF1a-R27G或抗HMGB1组对5-FU的敏感性没有表现出任何影响。图4b显示，5-FU处理的对照组和HIF1a-ΔODD组浸润的TAMs中GDF15表达明显增高，而5-FU处理不影响AGS细胞中GDF15的表达。图4c显示，用GDF15对AGS细胞进行处理，发现GDF15的加入能够增强GC细胞对5-FU的耐药性。图4d显示，与TAMs共培养对AGS细胞的集落形成能力没有明显影响，当存在TAMs时，5-FU处理失去了抑制AGS细胞集落形成的能力，GDF15抗体中和GDF15蛋白能显著降低TAMs与AGS共培养细胞的集落形成能力，这表明GDF15在胃癌细胞耐药中起重要作用。图4e显示，用抗GDF15抗体来中和TAMs条件培养基中的蛋白质，有效地降低了5-FU治疗的对照组或HIF1a-ΔODD组条件培养基培养的AGCs对5-FU的耐药性。

Figure5

图5a，b显示，重组GDF15的加入明显提高了氧耗率（OCR）所显示的GC线粒体氧化磷酸化水平，表示GDF15处理后FAO活性增强。图5c表示，GDF15显著提高了FAO相关基因的表达水平。为了检测GDF15促进的FAO活性是否是5-FU耐药所必需的，作者用CPT1抑制剂乙托莫西尔(ETO)阻断FAO线粒体。图5d表示，ETO的加入明显降低了5-FU在AGS细胞中的IC50，而GDF15处理使5-FU的IC50明显升高。图5e，f显示，在促进线粒体FAO的同时，GDF15也在AGS细胞中激活了活性氧，并且激活了HIF1信号传导，同时，ETO对FAO的阻断足以减弱ROS阳性细胞的比例以及HIF1活性。这些数据表明TAMs通过分泌GDF15来提高活性氧的产生和维持HIF1信号的激活。

三、总结与思考

综上所述，该研究揭示了GC细胞产生化疗耐药的新机制。这些结果为了解化疗环境下免疫微环境的形成和免疫细胞对肿瘤进展的影响提供了新的视角，为胃癌的临床治疗提供了新的治疗靶点。这篇文章还需要进一步的研究来阐明一下分子机制:(1)化疗药物如何引起活性氧的产生;(2)哪些分子介导了活性氧在HIF1信号转导中的作用(MGr1-Ag/37LRP或PHDs?)。

图片/网络（侵删）

策划/殷佩浩

审校/殷佩浩

翻译/贾琳琳

责任编辑/贾琳琳

更有医学科普，营养指南等，