调节性B细胞在胃癌免疫调控中的作用及机制研究

摘要

目的：免疫调节在胃癌发生发展及转移中发挥重要作用。近来，研究发现一群具有调节作用的B淋巴亚群——称为调节性B淋巴细胞(regulatory B cells，Breg)。Breg在自身免疫性疾病中的研究已经取得了初步研究结果，但是Breg在胃癌中的作用并不清楚。本研究以原发性胃癌(gastric cancer，GC)为研究对象，检测调节性B淋巴细胞(Breg)在胃癌中的百分比变化，探讨其在胃癌中的表面标志特性，研究Breg细胞在胃癌中可能的作用及相关机制，为调节性B淋巴细胞在胃癌及人类肿瘤甚至其在其他疾病中的研究提供研究基础。
　　方法：(1)用流式细胞仪分析的方法测定40例健康对照组(Healthy control，HC)和107例原发性胃癌患者(gastric cancer，GC)外周血中CD19+B淋巴的百分比的状况，研究胃癌患者外周血B淋巴百分比与其肿瘤TNM分期的关系。免疫组织化学染色的方法检测不同TNM分期胃癌患者肿瘤组织局部CD19+B淋巴细胞的分布情况。通过流式细胞术的方法检测和分析胃癌患者正常组织、癌旁组织及肿瘤组织中CD19+B淋巴细胞(CD45+CD19+)在淋巴细胞中的百分比。(2) ELISA方法检测胃癌患者血清中分泌的细胞因子IL-10的水平。流式细胞术分析胃癌患者外周血PBMC及癌旁组织及肿瘤组织B淋巴细胞中CD19+ IL-10+B淋巴细胞的百分比。(3)采用多色流式细胞术检测表面标志CD5、CD1d、CD24、CD38、IgM、CD25、CD10、CD21、CD20各指标在IL-10+B淋巴细胞和IL-10-B淋巴细胞表面平均荧光强度(MFI)表达的不同，确定Breg细胞合适的表面标志为CD19+ CD24hiCD38hi。(4)流式细胞术分析胃癌患者外周血PBMC及肿瘤组织淋巴细胞中CD19+CD24hi CD38hi在CD19+B淋巴细胞的百分比变化，分析Breg细胞百分比与肿瘤TNM分期的可能关系。(5)通过流式细胞术分析胃癌患者体内中CD3+T淋巴细胞、CD3+ CD4+ Th淋巴细胞、CD3+ CD8+ Tc淋巴细胞、CD3-CD19+B淋巴细胞、CD3-(CD16+56)+NK淋巴细胞、CD3+(CD16+56)+ NKT淋巴细胞的百分比，详细分析胃癌患者中各功能细胞亚群如CD4+ IFN-γ+ Th1细胞、CD4+ IL-4+ Th2细胞和CD4+ FoxP3+ Treg细胞的百分比变化。(6)进一步分析胃癌患者中CD19+CD24hi CD38hi Breg细胞与各细胞亚群的相关关系。(7)采用流式细胞分选技术、CFSE染色、细胞共培养、流式细胞检测等方法研究CD19+ CD24hi CD38hi Breg细胞对CD3+T淋巴细胞、CD3+ CD4+ Th淋巴细胞、CD3+ CD8+ Tc淋巴细胞亚群增殖的影响，检测Breg细胞对Th淋巴细胞、Tc淋巴细胞分泌细胞因子的影响，检测Breg细胞对Treg细胞转化生成的影响。(8)通过功能抗体中和阻断实验评估IL-10及TGF-β在Treg细胞转化过程中是否起到作用。研究中统计分析采用GraphPad Prism5.0软件分析。
　　结果：(1)40例健康对照和107例胃癌患者外周血标本中B淋巴细胞的百分比无明显差异（14.03％±4.39％ vs15.06％±7.47％，P＞0.05）。(2)胃癌患者不同TNM分期（Ⅰ期18例、Ⅱ期40例、Ⅲ期46例和Ⅳ期3例），分析其外周血中B淋巴细胞百分比与TNM分期的关系，发现不同TNM分期其外周血中B淋巴细胞百分比不同，Ⅰ期＞Ⅱ期＞Ⅲ期，但Ⅳ期例外:TNMⅢ期胃癌患者外周血CD19+B淋巴细胞的百分比显著低于TNMⅠ期患者(P＜0.001)，而且低于TNMⅡ期患者(P＜0.05)，而TNMⅣ患者外周血B淋巴细胞百分比增高，高于TNMⅢ期患者，两组间差异具有统计学意义(P＜0.05)。(3)流式细胞术及免疫组织化学染色都检测到大量B淋巴细胞在肿瘤组织局部的聚集。(4)ELISA检测发现胃癌患者外周血中细胞因子IL-10明显高于健康对照组(P＜0.001)。流式细胞术的检测发现胃癌患者外周血中CD19+ IL-10+B细胞百分比显著高于健康对照组(P＜0.001)。采用流式细胞术的检测方法，检测胃癌患者外周血PBMC及癌旁组织、肿瘤组织B淋巴细胞中CD19+IL-10+B淋巴细胞的百分比，发现胃癌患者肿瘤组织中CD19+ IL-10+B细胞百分比高于癌旁组织(P＜0.05)，显著高于外周血PBMC(P＜0.01)。(5)多色流式细胞术分析IL-10+B淋巴细胞表面的特征发现，IL-10+B淋巴细胞上CD5、CD38、CD24和CD25的荧光强度明显高于IL-10-B淋巴细胞(P＜0.001)，IL-10+B淋巴细胞上CD1d、IgM和CD10的荧光强度高于IL-10-B淋巴细胞(P＜0.01)，IL-10+B淋巴细胞上CD21的荧光强度高于IL-10-B淋巴细胞(P＜0.05)，而CD20的表达在IL-10+B淋巴细胞和IL-10-B淋巴细胞两群细胞之间无统计学差异（P＞0.05）。分析发现CD19+ CD24hi CD38hi B细胞分泌大量IL-10，以此表面标记作为胃癌中Breg细胞的表面特征，用于后续的功能研究。(6)统计分析发现，胃癌患者组外周血中CD19+ CD24hi CD38hi Breg细胞百分比显著高于健康对照组(P＜0.001)，将胃癌早期（即TNMⅠ期和TNMⅡ期）与胃癌晚期（即TNMⅢ期和TNMⅣ期）比较分析，统计分析发现CD19+ CD24hi CD38hi Breg细胞百分比随着TNM分期的增加而有增高的趋势，但两组间并无统计学差异（P＞0.05）。(7)流式细胞术分析胃癌患者中各功能细胞亚群如CD4+ IFN-γ+ Th1细胞、CD4+ IL-4+ Th2细胞和CD4+ FoxP3+ Treg细胞的表达，发现胃癌患者外周血CD4+ IFN-γ+ Th1细胞的百分比明显低于健康对照组(P＜0.01)，Th2细胞的百分比在健康对照组和胃癌患者组之间无统计学差异，发现胃癌患者外周血中Treg细胞的百分比明显高于健康对照组(P＜0.01)。(8)进一步分析胃癌患者中CD19+ CD24hi CD38hi Breg细胞与各细胞亚群的相关关系。统计分析发现，Breg细胞与CD3+T淋巴细胞(R=0.3917，P＜0.05）、CD3+ CD8+ Tc淋巴细胞(R=0.5100，P＜0.01)具有直线相关性，而且Breg细胞与CD4+ FoxP3+ Treg细胞具有较好的直线相关性(R=0.4252，P＜0.01)。(9)研究CD19+ CD24hi CD38hiBreg细胞功能发现，Breg细胞对CD3+T细胞、Th细胞、Tc细胞增殖无明显影响(P＞0.05)，但对CD4+ Th细胞分泌细胞因子IFN-γ和TNF-a均具有明显抑制作用(P＜0.01)。(10)进一步研究发现CD19+ CD24hi CD38hi Breg细胞可以诱导CD4+ CD25-效应性T细胞表达FoxP3水平显著增高（P＜0.01）。而且研究发现，胃癌患者体内的CD19+ CD24hiCD38hi Breg细胞可以诱导CD4+ CD25-效应性T细胞表达FoxP3水平高于健康对照组(P＜0.05)。不仅Real-Time PCR在mRNA水平上证实，流式细胞术也检测到CD19+ CD24hi CD38hi Breg细胞除了可以分泌大量IL-10以外，也可以分泌大量TGF-β。通过中和实验证实，在CD19+ CD24hi CD38hi Breg细胞诱导CD4+CD25-效应性T细胞表达FoxP3的过程中，此功能的发挥不是依赖IL-10，而是依赖TGF-β。
　　结论：胃癌外周血中CD19+ CD24hi CD38hi Breg细胞百分比的增高，而且随着TNM分期增加存在着增高的趋势，提示Breg细胞可能与肿瘤的发展相关。CD19+CD24hi CD38hi Breg可以抑制Th细胞因子的分泌，而且同时以TGF-3依赖的途径诱导Treg细胞的增多，Breg细胞可能打破了机体的抗肿瘤免疫，参与了胃癌的免疫逃逸，参与了胃癌的发生发展和转移。考虑到Breg细胞在肿瘤中可能发挥的抑制肿瘤的效应，特异性去除减少或降低胃癌患者体内的Breg细胞的水平，或许可以提高机体的抗肿瘤免疫应答，提高肿瘤的免疫治疗效果。

目录

声明

摘要

符号说明

绪论

1．胃癌现状

2．调节性B淋巴细胞

2．1 调节性B细胞的发现

2．2 调节性B淋巴细胞的起源

2．3 调节性B淋巴细胞分化发育相关信号通路

2．4 调节性B淋巴细胞的特征性标志

2．5 调节性B细胞的功能

3．本研究的主要内容和意义

第一部分 胃癌中调节性B淋巴细胞的表面标志的鉴定

材料和方法

1．研究对象

2．试剂和仪器

3．实验方法

4．统计学分析

结果

1．原发性胃癌患者外周血B淋巴细胞百分比及与TNM的分期关系

2．原发性胃癌患者外周血及肿瘤局部IL-10+B淋巴细胞百分比增高

3．IL-10+B淋巴细胞的表面标志组合特性

讨论

第二部分 胃癌中调节性B淋巴细胞与疾病进展的关系及与各细胞亚群的相关性

材料和方法

1．研究对象

2．试剂和仪器

3．实验方法

4．统计学分析

结果

1．胃癌外周血中CD19+CD24hiCD38hiBreg细胞百分比增高及其与TNM分期的关系

2．CD19+CD24hiCD38hiBreg细胞在胃癌肿瘤局部中的百分比变化

3．胃癌患者外周血及肿瘤组织局部各淋巴细胞的百分比变化

4．胃癌中Th1细胞、Th2细胞和Treg细胞的百分比变化

5．胃癌外周血中CD19+CD24hiCD38hiBreg细胞与其他细胞亚群的相关关系

讨论

第三部分 调节性B淋巴细胞对效应性T细胞发挥的作用及信号分子

材料和方法

1．研究对象

2．试剂和仪器

3．实验方法

4．统计学分析

结果

1．CD19+CD24hiCD38hiBreg细胞对细胞增殖的影响

2．CD19+CD24hiCD38hiBreg细胞对细胞分泌细胞因子的影响

3．胃癌患者CD19+CD24hiCD38hiBreg细胞对细胞分泌细胞因子的影响

4．CD19+CD24hiCD38hiBreg细胞对CD4+Th细胞分泌IL-17的影响

5．CD19+CD24hiCD38hiBreg细胞对CD8+Tc细胞的作用

6．CD19+CD24h1CD38h1Breg细胞功能相关的可能机制

讨论

第四部分 调节性B淋巴细胞对调节性T细胞的作用及相关机制

材料和方法

1．研究对象

2．试剂和仪器

3．实验方法

4．统计学分析

结果

1．CD19+CD24hiCD38hiBreg细胞诱导CD4+CD25-效应性T细胞表达FoxP3

2．胃癌细胞株共培养的B细胞诱导CD4+CD25-效应性T细胞表达FoxP3

3．胃癌CD19+CD24hiCD38hiBreg细胞分泌TGF-β增高

4．功能抗体中和阻断实验

讨论

全文总结

参考文献

附录

致谢

学术论文及科研成果