肺积方干预IDO诱导肺癌微环境免疫逃逸的分子机理研究

吲哚胺-2,3双加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO)可通过色氨酸耗竭诱导肺癌微环境免疫逃逸。基于肺积方通过"整体调节"提高肺癌患者T细胞免疫功能的作用特点，提出"抑制肺癌微环境IDO高表达，阻断免疫逃逸是肺积方发挥作用科学基础"假说。采用免疫缺陷小鼠、IDO基因敲除小鼠和活体成像方法动态研究肺癌微环境IDO高表达和肺癌发病的关系及肺积方作用的生物学基础；综合运用基因转染、Real-Time PCR、蛋白印迹、流式细胞术、高效液相等方法从整体与细胞，基因与蛋白水平系统研究IDO及其介导的代谢产物色氨酸和犬尿氨酸在肺癌病灶和外周血中的表达规律；同时研究小鼠肺癌病灶、外周血和脾脏中的T细胞亚群的免疫功能状态；采用基因芯片和蛋白印迹方法体内外研究肺积方调控微环境IDO表达的信号转导通路。从免疫逃逸角度揭示肺积方的分子机理及肺癌发病"正气亏虚"的科学本质。

免疫逃逸是指恶性肿瘤细胞通过免疫编辑过程后具备浸润、转移等恶性生物学行为并逃脱免疫系统的监视和清除，最终促进恶性肿瘤病情发生发展的过程，是恶性肿瘤的基本生物学特性之一。.吲哚胺-2,3-双加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO)是体内肝外色氨酸沿犬尿酸代谢的限速酶，多种组织的原代肿瘤细胞以及肿瘤细胞株均高表达IDO，它可诱导肿瘤微环境中活化T细胞的凋亡，介导免疫逃逸的发生。恶性肿瘤细胞在与免疫细胞相互作用的过程中通过JAK-STAT信号通路或NF-κB过表达IDO，造成微环境色氨酸耗竭的状态，同时促进微环境和外周血中犬尿氨酸的升高，影响T细胞的增殖成熟并诱导其凋亡，最终引起肿瘤微环境和外周T细胞免疫功能低下，导致免疫逃逸的发生，促进肺癌的发生发展。.本研究首先通过体外实验观察了肺积方对IDO基因表达的作用及分子机制，其次通过共培养实验观察了肺积方对T淋巴细胞和调节性T细胞的作用，最后通过体内实验观察了肺积方对肺癌原位移植瘤模型小鼠生存期的影响。结果发现：（1）我们成功构建了过表达IDO基因和荧光素酶基因的小鼠肺癌细胞——2LL-EGFP-IDO和小鼠肺癌原位移植瘤模型，IDO基因的表达对小鼠肺癌细胞的增殖并无明显作用。（2）肺积方能够明显抑制IDO基因的表达，其作用与JAK-STAT通路密切相关。（3）在共培养实验中，肺积方能够明显逆转由IDO诱导的T细胞凋亡、调节性T细胞的增加和抑制CD8+T细胞的产生。（4）在小鼠肺癌原位移植瘤模型中，肺积方能够明显延长荷瘤小鼠的生存期，其作用主要是通过抑制IDO的表达，进而抑制调节性T细胞的产生和诱导CD8+/CD28+细胞的活化。（5）肺积方药物质量控制研究为体内外实验提供依据。综上所述，IDO高表达小鼠肺癌细胞可诱导微环境和外周免疫逃逸的发生，其体征是调节性T细胞表达水平升高，CTL表达下降。而肺积方可通过干预此过程而达到提高整体机能的作用，从而提高机体自身的抗癌能力，抑制肿瘤细胞的增殖，达到延长生存的目的。这些研究结果初步揭示IDO诱导的肺癌微环境免疫逃逸的发生与肺癌发生发展的关系，以及肺癌微环境免疫逃逸与整体细胞免疫功能状态之间的关系。以此着眼进一步揭示肺积方的治疗机理，为临床应用中医药治疗肺癌提供理论支持。进而将为中医药防治肺癌的研究奠定基础。