树突状细胞亚群在致癌物诱导肿瘤过程中对获得性免疫的调控及机理研究

The combined effects of internal genetic instability and external factors including the dysfunction of immune system lead to the generation of the tumor. Dendritic cells (DC) that contains multiple subsets, are the most powerful professional antigen-presenting cells, and play a central role in the initiation and regulation of immune response. Although adaptive immunity plays an important role in tumor development, the role of DC and their subsets in tumorigenesis remain poorly understood. Our preliminary experiments found that the activity of DC subsets within the draining lymph nodes in different time points were different during tumorigenesis triggered by the carcinogen. Given the central role of DC in regulation of the immune response, we considered how DC subsets regulate adaptive immunity during tumorigenesis caused by carcinogen as the core scientific issues. Using modern immunology experimental techniques combined with transgenic and gene knock out mice, the project aims to investigate the division of labor, cooperation between DC subsets in modulating tumor immune response. We try to clarify the role of DC subsets in cancer immunoediting as well as their mechanisms. This study will help to elucidate the mechanism of anti-tumor immunity, and provide a theoretical basis for targeted cancer therapy by using DC subsets in the future.

肿瘤的发生是内在的遗传不稳定性与外因包括免疫系统共同作用的结果。树突状细胞(DC)是包含多个亚群的异质性群体，是功能最强的专职抗原递呈细胞, 处于启动和调控免疫反应的中心地位。虽然获得性免疫在肿瘤的发生发展中扮演重要角色，但DC及其亚群在其中的作用却不十分清楚。我们的预实验发现致癌剂处理的引流淋巴结DC亚群在不同时间点的活化状态不一致，并鉴于DC调控免疫反应的中心作用，本课题组将以化学致癌剂为模型，以研究DC亚群在致癌剂诱导肿瘤的发生发展过程中对获得性免疫的调控作用和机理为核心科学问题，以现代免疫学方法结合转基因和基因敲除小鼠为模型的实验平台，研究DC亚群在肿瘤进展各阶段的功能, 阐明它们是如何分工、 合作进而调控肿瘤免疫反应的, 以明确它们在肿瘤"免疫编辑"中的作用及可能的机制。为阐明肿瘤免疫的机理做铺垫，为研制基于DC亚群的靶向性肿瘤治疗性药物和方法提供理论基础。

树突状细胞（Dendritic cell, DC）处于启动和调控获得性免疫反应的中心并决定免疫反应的类型。而DC是包含众多亚群的异质性群体，不同的亚群有不同的功能。肿瘤发生过程中获得性免疫和天然免疫的效应性细胞都具有抑制肿瘤的作用，而获得性免疫则是在肿瘤的“免疫平衡”期发挥着抑制肿瘤生长的重要作用。那么处于免疫应答中心地位的DC在其中扮演什么角色仍然不是十分清楚，尤其是肿瘤发生发展过程中DC亚群诱导CD4辅助性T细胞分化的功能也不十分明确。.本项目以环境化学致癌物7,12-二甲基苯并[a]蒽（DMBA）诱发的小鼠皮肤肿瘤为模型，对肿瘤发生和发展过程中DC对获得性免疫的调控机制进行了探讨与分析。DMBA诱癌早期，小鼠皮肤引流淋巴结中定居性DC和迁移性DC的比例便逐渐升高，尤其迁移性DC最为显著，同时迁移性DC的共刺激分子表达也显著升高，结果提示迁移DC在DMBA促癌的早期可能发挥重要作用。为了探讨DMBA处理引起的DC亚群比例变化对获得性免疫反应产生的影响。我们对T细胞的体内水平进行了测定，结果显示CD4+T细胞增殖显著增加，这主要是由于DMBA处理后nTreg细胞发生了增殖而导致。为了明确哪个DC亚群在DMBA诱导nTreg增殖过程中发挥重要作用，利用不同DC亚群的缺陷小鼠我们发现CD11b+CD207-DC可能是介导DMBA诱导nTreg增殖的关键DC亚群。另外，虽然Langerhans细胞缺陷并不能够影响nTreg的增殖，但该细胞缺陷会使nTreg CD25蛋白表达显著降低，因此该细胞可能是调控nTreg稳定性的关键DC细胞亚群。.在探讨DC调控nTreg增殖的机理过程中，我们的研究结果显示，部分DMBA结构类似物均可在一定程度上刺激nTreg增殖的作用。DMBA诱导的nTreg具有免疫抑制的免疫调节作用。基因芯片筛选和实验验证我们确定了DC亚群调控nTreg增殖的关键分子是对细胞代谢具有重要调控作用的AMPK分子。.通过本项目的研究，我们明确了致癌物在诱导肿瘤形成早期即可导致机体产生免疫耐受，其中DC亚群发挥了重要的调节作用，并且该调节作用是影响了Treg的代谢通路所导致。该研究结果为更清楚的了解肿瘤形成机制和通过调节关键分子调控免疫耐受提供了研究基础。