氨对树突状细胞免疫功能的影响及分子机制研究

The level of ammonia in tumor tissues and the serum of cirrhosis and uremia patients was reported to be significantly higher than normal. In the meanwhile, the immune systems of these patients were also compromised. However, the related underlying molecular mechanisms remained largely unelucidated. Therefore, it is essential to investigate the effect of ammonia on the immune cells, which might be conducive to develop novel therapeutic strategies for these patients. We previously found that although increased amount of ammonia exerted no effect on the phenotype of dendritic cells, it could potently inhibit the proliferation of dendritic cells. In addition, ammonia lowered the antigen-presenting capacity of dendritic cells and their stimulatory functions for lymphocytes. In addition, we found that ammonia could lead to mitochondria damage of dendritic cells revealed by increased intracellular ROS level and elevated mitochondrial membrane permeability and membrane potential, thus ultimately inducing the dendritic cell dysfunction and immune suppression. This study aims to further systemically explore the effect of ammonia on dendritic cells in tumor and cirrhosis models both in vitro and in vivo and unravel the potential molecular mechanisms of ammonia's effect on dendritic cell dysfunction which could provide theoretical foundation for new treatment options of these patients.

肿瘤病灶内及肝硬化、尿毒症等患者血清中氨的浓度明显高于正常，而这些患者的免疫系统也受到不同程度的损害，但其中所涉及的机制及相关分子机理目前尚不清楚。因此，深入研究氨对免疫系统功能的影响并探索相关分子机理是发展针对肿瘤、肝硬化、尿毒症等疾病干预治疗新策略的重要课题。我们前期研究发现，氨在不影响树突状细胞（DC细胞）表型的前提下，能有效抑制DC细胞的增殖及对抗原的提呈功能，同时降低DC细胞刺激同种异体淋巴细胞的能力。此外，氨可以引起DC细胞线粒体损伤，细胞内ROS增加并改变线粒体膜通透性及膜电位，从而诱导DC细胞功能障碍并导致免疫抑制。本项目拟在此基础上以肿瘤模型和肝硬化高血氨模型为研究对象，从体内外水平系统研究氨对DC细胞免疫功能的影响，探索其影响DC细胞免疫功能的相关分子机制，阐明氨在免疫抑制中的重要作用，发展针对肿瘤、肝硬化等疾病进行干预治疗的新途径，为发展新的疾病治疗策略提供理论依据。

氨是一种机体代谢产物，来源包括氨基酸的脱氨作用，肠道中的尿素水解及腐败作用，以及肾脏的谷氨酰胺分解作用等。机体产生的氨主要通过肝脏合成尿素后随尿液排出。在肝硬化疾病中，肝硬化病人外周血中的氨浓度往往高于正常人。肝硬化病人往往处于免疫功能低下的状态，导致严重并发症细菌感染的发生，这一并发症有着大约30%的致死率，是危害病人生命安全的重大问题。树突状细胞，作为固有免疫与适应性免疫之间的桥梁，可以有效引起抵抗细菌的免疫反应。 .高浓度氨在肿瘤微环境中对免疫系统的影响以及相关可能分子机制目前尚未报道。树突状细胞与肿瘤发生发展的密切关系，以及其在抗肿瘤方面的功能，使其成为肿瘤免疫研究的一个重要对象。树突状细胞可以摄取肿瘤抗原，成熟后迁移到二级淋巴器官，刺激初始淋巴细胞并产生抗原特异的淋巴细胞，发挥抗肿瘤免疫作用。树突状细胞在肿瘤中吞噬功能的下降已有报道，但是具体调控机制仍尚未阐明。基于此，我们拟探讨氨对树突状细胞功能的作用及相关分子机制。.本研究揭示了氨能够抑制树突状细胞数量，抑制树突状细胞的吞噬作用及淋巴细胞刺激功能。氨作用的机制可能是通过引起树突状细胞肿胀及活性氧的产生，导致树突状细胞线粒体渗透性改变，膜势能改变以及线粒体肿胀，进而引起树突状细胞功能障碍。氨对树突状细胞的作用在小鼠高血氨模型及小鼠结肠癌模型中都得到了证实，并进一步调控了相关的免疫反应。研究表明，在肝硬化及肿瘤等具有高氨特点的疾病中，氨具有抑制树突状细胞功能进而影响相关免疫反应的能力。本研究为肝硬化及肿瘤等疾病中的免疫功能障碍现象提供了解释，揭示了氨作为免疫调节分子在这些疾病当中发挥着关键性作用。