抗酶抑制因子-1介导肿瘤细胞发生免疫原性转化的实验研究

Immunogenic transformed tumor cells can be used as tumor antigens to stimulate immune killing effect against the same kind of tumors in the host body. The discovery of these phenomena provides a new way for tumor immunotherapy. Exploring new methods to effectively initiate the immunogenic transformation of tumor cells are the current priority and hot spot in this research field. Antizyme inhibitor-1 (OAZI-1) is an important regulator in the intracellular polyamine metabolism. In our preliminary studies, we found that when the mouse melanoma cells with high expression of OAZI-1 were inoculated into the mice, the resulted solid tumor automatically disappeared soon after, in the same time, the immune killing capacity against the same kind of tumor cells were elicited in these tumor self-healing mice, suggesting that OAZI-1 may be a new signaling molecules that can cause tumor cell's immunogenic transformation. The scientific issue we intend to solve in this project is, in the levels of cultured cells and experimental animals, to explore the role of OAZI-1 in mediating tumor cell's immunogenic transformation and its underlying molecular mechanisms. The successful implementation of this project will propose a new mechanism for the tumor cell's immunogenic transformation in theory and provide the new methods for tumor immuno-prevention and therapy in clinic.

肿瘤细胞发生免疫原性转化后，能用作肿瘤抗原在宿主体内激发针对同种肿瘤的免疫杀伤效应。上述现象的发现为肿瘤的免疫防治提供了新的思路和方法。如何有效地引发肿瘤细胞发生免疫原性转化和探索新的能使肿瘤细胞发生免疫原性转化的途径，是该领域当前研究的重点和热点。抗酶抑制因子-1（OAZI-1）是细胞内多胺代谢的重要调控蛋白。在本项目前期研究中我们发现，将高表OAZI-1的小鼠黑素瘤活细胞接种小鼠后，接种细胞成瘤后很快就自动消失，同时在这种肿瘤自愈的小鼠体内产生了针对同种肿瘤细胞的免疫杀伤能力，提示OAZI-1可能是一种新的能引起肿瘤细胞免疫原性转化的信号分子。本项目拟解决的科学问题，是在细胞和实验动物的水平上，探索OAZI-1在介导肿瘤细胞发生免疫原性转化中的作用及其相关的分子机制。本项目的成功实施，将在理论上提出一种肿瘤细胞免疫原性转化的新机制，在临床上提供一种潜在的肿瘤免疫防治的新方法和新途径。

本项目的研究目标， 是在细胞和实验动物的水平上，分析鸟氨酸脱羧酶抗酶抑制因子-1（ornithine decarboxylase antizyme inhibitor-1，OAZI-1）在促进肿瘤细胞发生免疫原性转化中的作用及其分子机制。主要研究内容包括，1）在细胞和实验动物水平上分析OAZI-1高表达对小鼠B16-F1黑素瘤细胞和4T1乳腺癌细胞免疫原性的影响；2）分析OAZI-1与肿瘤抗原肽结合和促进肿瘤抗原提呈的能力；3) 探索OAZI-I能否构成一种肿瘤特异性识别信号，介导肿瘤细胞被抗原提呈细胞识别和吞噬；4) 分析OAZI-1能否影响已知肿瘤细胞免疫相关基因的表达水平，从而间接影响肿瘤细胞的免疫原性等。.研究结果显示，OAZI-1能有效增加B16-F1和4T1细胞的免疫原性，高表达OAZI-1的上述肿瘤细胞能更有效地被抗原提呈细胞（DC和巨噬细胞）识别和吞噬，并能有效促使这些抗原提呈细胞成熟与活化。将这些转化的肿瘤细胞用作细胞疫苗免疫小鼠后，能在小鼠体内诱导出显著的抗同种肿瘤的免疫杀伤效应。接种小鼠的脾脏淋巴细胞对肿瘤细胞的杀伤能力增加，血清中抗肿瘤细胞因子的水平上调。机制分析提示，OAZI-1可能通过多种途径增强肿瘤细胞的免疫原性，包括通过与肿瘤抗原蛋白结合而促进肿瘤抗原的加工与提呈，促进肿瘤细胞分泌特殊的细胞因子促进抗原提呈细胞活化、以及通过上调免疫相关基因的表达水平而激发机体抗肿瘤免疫效应的能力等。本研究还在原核表达系统中表达和纯化了OAZI-1蛋白，制备出靶向OAZI-1的多克隆抗体以及建立了相应的应用技术，同时利用计算机辅助设计手段筛选了一种靶向鸟氨酸脱羧酶（ODC）的特异性小分子抑制剂等。.上述研究成果在理论上提出了一种肿瘤细胞免疫原性转化的可能新机制，即OAZI-1高表达能通过促进肿瘤抗原提呈而导致肿瘤细胞发生免疫原性转化，在临床实践中，为基于OAZI-1的肿瘤免疫治疗提供了理论和实验基础。