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为探究帕氏拟杆菌(Parabacteroides distasonis,P. distasonis)对非小细胞肺癌(NSCLC)的调控作用及其对肿瘤免疫的影响,研究人员建立小鼠模型开展相关研究。结果发现 P. distasonis 可促进肿瘤相关巨噬细胞(TAM)分泌 CXCL9,增强 CD8? T 细胞活性,触发针对抗 PD - 1 治疗的抗肿瘤免疫。该研究为 NSCLC 免疫治疗提供了新方向。
肺癌作为全球范围内常见且致命的癌症,非小细胞肺癌(NSCLC)又是其中最主要的亚型,其具有高转移和耐药的特点,患者长期生存率较低。目前针对 NSCLC 的治疗手段多样,但效果仍不尽人意,这使得深入探究其分子机制和开发新治疗方法迫在眉睫。肿瘤相关巨噬细胞(TAM)在肿瘤微环境中营造免疫抑制环境,阻碍 T 细胞功能,影响 NSCLC 治疗效果;PD - 1/PD - L1 轴抑制 T 细胞活性,导致肿瘤免疫逃逸;而巨噬细胞产生的 CXCL9 在免疫检查点阻断后的抗肿瘤免疫反应中至关重要 。帕氏拟杆菌(
Parabacteroides distasonis,P. distasonis)作为一种在肠道中常见的细菌,此前研究发现其在调节炎症、维护肠道屏障和抑制结肠肿瘤方面有作用,且在 NSCLC 患者中,其相对丰度与患者总生存期相关,接受抗 PD - 1 治疗的患者中,应答者体内 P. distasonis 水平更高,但它对 NSCLC 的调控作用及对 TAM 和 CD8? T 细胞的影响尚不明确。
为了解开这些谜团,来自浏阳市人民医院心胸外科和邵阳市中心医院胃肠外科的研究人员展开了研究。他们通过体内和体外实验,探究 P. distasonis 对 NSCLC 的调控机制,研究成果发表在《BMC Biotechnology》杂志上。
研究人员在实验过程中,主要运用了以下关键技术方法:首先建立了 Lewis 肺癌小鼠模型,通过对小鼠进行分组处理,给予不同干预措施;接着进行细胞培养,包括提取骨髓来源的巨噬细胞(BMDMs)和分离培养初级 CD8? T 细胞;还运用了免疫组化(IHC)染色、苏木精 - 伊红(HE)染色、过碘酸雪夫(PAS)染色、蛋白质免疫印迹(Western blot)、流式细胞术、定量实时聚合酶链反应(qRT - PCR)和酶联免疫吸附测定(ELISA)等技术,检测相关指标,分析数据得出结论。
研究结果如下:
- P. distasonis 增强抗 PD - 1 在 NSCLC 小鼠中的抗肿瘤作用:通过建立小鼠模型,经 qRT - PCR 检测发现,P. distasonis 组小鼠粪便中 P. distasonis 的定植水平显著增加。与 P. distasonis 组或 αPD - 1 组相比,αPD - 1 + P. distasonis 组小鼠的肿瘤体积和重量进一步减小,Ki67 表达降低,这表明 P. distasonis 能增强抗 PD - 1 在 NSCLC 小鼠中的抗肿瘤效果。
- P. distasonis 改善 NSCLC 小鼠的肠道屏障完整性:对小鼠结肠组织进行 HE 染色、PAS 染色和检测紧密连接蛋白发现,P. distasonis 处理后,结肠黏膜上皮细胞形态和结构更完整,杯状细胞数量增多,ZO - 1、Claudin - 1 和 Occludin 水平升高,说明 P. distasonis 可改善 NSCLC 小鼠的肠道屏障完整性。
- P. distasonis 招募巨噬细胞并促进 M1 极化:经流式细胞术检测,P. distasonis 组小鼠肿瘤组织中肿瘤浸润巨噬细胞(CD11b?F4/80?)比例显著升高,同时抗 TAM 基因的 mRNA 水平升高,促 TAM 基因的 mRNA 水平降低,肿瘤组织中 CD86? 巨噬细胞比例、F4/80 和 iNOS 表达增加,CD206 表达减少,表明 P. distasonis 可招募巨噬细胞并促进 M1 极化。
- P. distasonis 在体外促进巨噬细胞的 M1 极化:在体外对 BMDMs 进行处理,与对照组相比,PdMb 组 BMDM 中 CD11b?F4/80?CD86? 阳性率、CD86 和 iNOS 水平升高,CD11b?F4/80?CD206? 阳性率和 Arg1 水平降低,BMDM 上清液中 TNF - α、IL - 6 和 IL - 1β 水平升高,证明 P. distasonis 在体外可促进巨噬细胞的 M1 极化。
- TLR1/2 参与巨噬细胞对 P. distasonis 的识别:使用 TLR1/2 复合体抑制剂 CPT22 处理 BMDMs,结果显示,添加 CPT22 预处理后,BMDM 中 CD11b?F4/80?CD86? 阳性率、CD86 和 iNOS 水平降低,CD11b?F4/80?CD206? 阳性率和 Arg1 水平升高,BMDM 上清液中 TNF - α、IL - 6 和 IL - 1β 水平降低,表明 TLR1/2 参与巨噬细胞对 P. distasonis 的识别,且阻断 TLR1/2 部分抑制了巨噬细胞对 P. distasonis 的识别。
- P. distasonis 增强 TAM 介导的 CD8? T 细胞活性:在动物和细胞水平研究发现,与 PBS 组相比,P. distasonis 组小鼠肿瘤组织中 CD8? T 细胞内 GZMB 和 IFN - γ 阳性比例升高;与对照组相比,PdMb 组脾 CD8? T 细胞内 GZMB?T 和 IFN - γ?T 细胞比例升高,CD8? T 细胞上清液中 IFN - γ、TNF - α、穿孔素和 GZMB 的分泌增加,说明 P. distasonis 可增强 TAM 介导的 CD8? T 细胞活性。
- P. distasonis 增强 TAM 介导的 CXCL9 分泌:在动物和细胞水平研究表明,与 PBS 组相比,P. distasonis 组肿瘤组织中 CXCL9?F4/80? 巨噬细胞比例增加;与对照组相比,PdMb 组 BMDM 中 CXCL9 蛋白水平和 BMDM 上清液中 CXCL9 分泌水平增加,说明 P. distasonis 可增强 TAM 介导的 CXCL9 分泌。
- P. distasonis 通过巨噬细胞分泌 CXCL9 增强体内 CD8? T 细胞活性:体内实验发现,P. distasonis 组肿瘤组织中 CD8? T 细胞内 CXCR3 比例增加;使用抗小鼠 CXCR3 阻断抗体中断 CXCL9 和 CXCR3 的相互作用后,αPD - 1 + P. distasonis 组肿瘤体积增大,Ki67 表达增加,CD8? T 细胞内 GZMB 和 IFN - γ 阳性比例降低,表明 P. distasonis 通过巨噬细胞分泌 CXCL9 增强体内 CD8? T 细胞活性。
研究结论和讨论部分指出,P. distasonis 通过促进 TAM 分泌 CXCL9,增强 CD8? T 细胞活性,触发针对抗 PD - 1 治疗的抗肿瘤免疫,为 NSCLC 的免疫治疗提供了新的理论依据和潜在治疗策略 。然而,目前研究存在局限性,如无法对肿瘤样本进行宏基因组研究检测 P. distasonis,未来计划采用原位肺癌模型结合宏基因组测序等方法进一步研究。该研究为后续 NSCLC 的临床干预提供了重要参考,有助于推动 NSCLC 治疗新方法的开发。