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目的:观察自然杀伤细胞(natural killer cell,NK)静脉输入后在荷Heps肝癌小鼠体内的分布规律;光动力疗法(photodynamic therapy,PDT)是否促进静脉输入的NK细胞在肿瘤组织内聚集;观察联合NK细胞后PDT对移植瘤的抑制作用及对宿主抗肿瘤免疫效应的影响,探讨PDT联合静脉输入的NK细胞治疗小鼠Heps肝癌的疗效和机制,为肝癌光免疫治疗(photoimmunotherpy,PIT)的可行性提供实验依据。 方法:诱导扩增KM小鼠脾细胞来源的NK细胞,培养11天后收集NK细胞,同时以4,‘6-二脒基-2-苯基吲哚(4,6-diamidino-2-phenylindole,DAPI)染色液(50ug/ml)混匀标记1小时。KM小鼠皮下接种Heps肝癌细胞建立小鼠移植瘤模型,接种后12d,选取皮下移植瘤直径在0.8~1.2cm的小鼠128只,随机分为对照组、光动力组(PDT组)、细胞组(NK组)和光免疫组(PIT组),32只/组。对照组:小鼠经尾静脉输入生理盐水0.2ml/只;PDT组:小鼠尾静脉注射光敏剂多替泊芬20mg/kg后24小时行PDT激光照射。照光前腹腔内注射盐酸氯胺酮100mg/kg麻醉,8%硫化钠肿瘤局部脱毛,小鼠侧卧于照射板上,红光照射肿瘤局部,连续照射15min,功率密度为200mW/cm2,能量密度为180J/cm2;NK组:小鼠尾静脉输注DAPI标记浓度为8×106/ml的NK细胞,0.2ml/只;PIT组:上述PD-T照光处理后即刻小鼠尾静脉输注与NK组相同数量的NK细胞。(1)自治疗当日起,隔日测量四组小鼠肿瘤长、短径,计算治疗后肿瘤体积变化,计算治疗后16d各治疗组抑瘤率;(2)记录各组小鼠接种肿瘤至其死亡的时间,计算平均生存时间;(3)治疗后1d、2d、4d、6d、8d,NK组和PIT组处死小鼠后快速摘取肝脏、脾脏、肺脏和肿瘤组织,制作细胞印片,荧光显微镜下观察标记细胞在上述脏器的分布情况;(4)治疗后2d观察苏木素-伊红(hematoxylin-esosin,HE)染色的瘤组织病理学改变;(5)治疗后1d、2d、4d、6d,摘除小鼠眼球取血以流式细胞仪检测外周血NK细胞含量变化;(6)治疗后12h、1d、2d、4d、6d测定小鼠外周血T细胞亚群(CD4+T细胞、CD8+T细胞)变化;(7)治疗后6d乳酸脱氢酶(lactate dehydr-ogenase,LDH)释放法检测小鼠脾细胞杀伤活性;(8)治疗后12h、1d、2d、4d、6d、12d通过双抗体夹心法酶联免疫吸附实验(enzyme-linked immunosorbent ass-ay,EL-ISA),检测干扰素(interferon,IFN)-γ的水平变化;(9)取治疗后2d各组小鼠肿瘤组织切片,分别应用Bcl-2抗体、Bax抗体抗体,行免疫组织化学染色,计数局部肿瘤组织中Bcl-2阳性、Bax阳性细胞数量,计算Bax/Bcl-2。 结果:1.抑瘤率:治疗后8d、16d,治疗组较对照组肿瘤体积小(P<0.05),其中,PIT组较PDT组、NK组肿瘤体积明显缩小(P<0.05);PDT组、NK组、PIT组治疗后16天的抑瘤率分别为56.43%、56.99%、80.51%,PIT组显著高于PDT组和NK组。 2.生存时间:各治疗组小鼠生存时间较对照组明显延长(P<0.05)。PIT组较PDT组、NK组显著延长(P<0.05)。 3.标记细胞宿主体内重要脏器分布:NK细胞输入后1d~8d,在小鼠肝脏、脾脏、肺脏和肿瘤组织中均有分布,其中以肿瘤组织内聚集最多;标记细胞瘤内浸润密度,以输入后2d最高,各时间点PIT组又显著高于NK组(P<0.05)。 4.各组小鼠肿瘤HE染色:治疗后2d,对照组肿瘤细胞呈弥漫性生长,细胞变性坏死及免疫细胞少见;NK组肿瘤组织呈灶性坏死,间质中可见较多淋巴细胞浸润;PDT组可见瘤细胞核固缩,大片状坏死,较多微血管破坏;PIT组肿瘤组织呈大片状坏死,微血管破坏显著,组织间可见大量红细胞溢出,瘤内及其周围(尤其血管损伤部位)可见大量淋巴细胞和少量中性粒细胞浸润,免疫细胞浸润密度及肿瘤组织坏死面积均较NK组增多。 5.外周血中NK细胞:在治疗后1d~6d,PIT组较对照组明显增高(P<0.05);治疗后1d~4d,NK组较其余各组增高(P<0.05)。 6.外周血T细胞亚群:CD4+T细胞:NK组在治疗后12h~4dCD4+T细胞一直维持在较高水平,上述时间点与PDT、对照组相比差异有统计学意义,在治疗后12h~2d,与PIT组也有明显差异;治疗后2dPIT组CD4+T细胞较对照组、PDT组有显著差异(P<0.05);CD8+T细胞:PIT组、NK组在治疗后1d~6d,PDT组在4d~6d较对照组CD8+T细胞增高(P<0.05)。PIT组在治疗后1d~6d,NK组在治疗后1d~4d较P-DT组明显增高(P<0.05)。PIT组在治疗后1d、2d、6d较NK组明显增高(P<0.05)。 7.小鼠脾细胞杀伤活性:效靶比为10:1、20:1和50:1时,治疗组脾细胞杀伤活性均显著高于对照组,其中PIT组又显著高于NK组、PDT组(P<0.05)。 8.血清细胞因子IFN-γ:12h~6dNK组和PIT组,2d~6dPDT组小鼠血清IFN-γ浓度较对照组显著增高(P<0.05)。1d~6dNK组和12h~6d PIT组较PDT组血清IF-N-γ浓度明显升高(P<0.05);12h,2d~6dPIT组又高于NK组(P<0.05)。 9.各组小鼠肿瘤Bcl-2-IHC、Bax-IHC染色:治疗后2d,治疗组Bcl-2蛋白表达明显低于对照组,PIT组又显著低于NK组、PDT组(P<0.05);治疗组Bax蛋白表达明显高于对照组,PIT组又显著高于NK组、PDT组(P<0.05)。 结论:1.NK细胞经静脉输入荷瘤小鼠体内后在肺、肝、脾、肿瘤组织中均有分布,以肿瘤组织内为著;联合PDT可增加NK细胞瘤内浸润密度。 2.PDT和静脉输注的NK细胞均可促进外周血CD8+T细胞增殖活化,增强小鼠脾细胞杀伤活性,升高血清IFN-γ水平,下调瘤内Bcl-2,上调瘤内Bax的表达。另外,静脉输注的NK细胞亦可促进CD4+T细胞增殖活化。 3.PDT联合静脉输注的NK细胞具有协同抗肿瘤作用,抑瘤疗效优于单纯P-DT和静脉输注的NK细胞。