跨膜型和分泌型肿瘤坏死因子在非可控性炎症恶性转化中的作用

TNF-α作为促炎因子被认为是炎症和肿瘤重要的连接分子之一。但是，有证据表明TNF-α同样具有抗炎作用，如TNF转基因可阻断NOD小鼠I型糖尿病的发生，而TNF缺陷则加速NZB小鼠自身免疫和狼疮性肾炎的发生。我们前期研究证实跨膜型TNF-α可使LPS诱导的休克样症状明显好转；可抑制脂肪细胞产生IL-6和MCP-1等促炎脂肪细胞因子；明显增强MDSC的免疫抑制功能。据此推测，在非可控性炎症恶性转化中，可溶性TNF-α通过促炎作用促进炎性组织恶变，而跨膜型TNF-α则可能通过抗炎作用抑制抗肿瘤免疫，二者共同促进肿瘤的发生和发展。本项目拟分别建立两型TNF-α转基因小鼠，研究二者对肝螺杆菌诱导结肠炎恶变的影响，揭示它们时空表达规律和差异及诱导细胞和分子事件的动态变化，从而阐明两型TNF-α在非可控性炎症恶性转化中各自的作用及其作用机制，为早期诊断和阻止慢性炎症向肿瘤的恶性转化提供新的思路和线索。

促炎细胞因子可溶性TNF-α(sTNF-α)通过促进炎症在肿瘤的发生和发展中发挥重要作用，而跨膜型TNF-α（tmTNF-α）在这一病理过程中的作用尚不清楚。本项目利用AOM/DSS制备结肠炎癌变小鼠模型，通过观察内源性两型TNF-在结肠炎恶变过程（急性炎症期、慢性炎症期和肿瘤期）中的时空动态变化，证实sTNF-α主要在急性炎症期明显增高，而tmTNF-α则在非可控性炎症阶段开始增高，恶变阶段达高峰。提示急性炎症阶段，tmTNF-α很快被剪切成sTNF-α参与炎症反应，而在非可控性炎症恶变阶段tmTNF-α表达高于剪切，因此，tmTNF-α/sTNF-α比例的变化，特别是肠上皮细胞在癌变前上调tmTNF-α表达，对于炎癌转变可能具有预警意义。用tmTNF-α抗体特异性抑制tmTNF-α剪切为sTNF-α，可明显抑制病变组织巨噬细胞，特别是M1细胞的浸润以及减少病变组织产生促炎因子IL-1beta、IL-6和NO，却上调抑炎细胞因子IL-10。此外，在结肠炎癌变过程中tmTNF-α的表达与病变结肠组织Treg和MDSC等抑制性调节细胞数量呈正相关，且tmTNF-α可促进MDSC的抑制功能。上述结果提示tmTNF-α具有抑炎作用，肿瘤期高表达的tmTNF-α可通过促进抑制性调节细胞而利于肿瘤免疫逃逸，从而参与肿瘤的发生和发展。如改变tmTNF-α表达的时间窗，使之在炎症期高表达，则可能改善非可控性炎症的恶性转化。正如所料，在急性炎症期用tmTNF-α抗体增强tmTNF-α表达，可缓解炎症恶变，使炎症相关的结肠肿瘤个数明显减少，肿瘤体积减小。此外，用tmTNF-α抗体还可有效抑制表达tmTNF-α的肿瘤生长，提示tmTNF-α可作为肿瘤标志物，成为肿瘤治疗的分子靶点。该项目研究结果不但有助于阐明非可控性炎症恶性转化新的分子机制，而且为阻断非可控性炎症恶化提供新的线索和新型靶向抗体。