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胃癌組織VEGF表達(dá)及血清VEGF濃度與DCs浸潤(rùn)及其活性的關(guān)聯(lián)分析①

2013-09-12 10:55:02肖煒明吳克艷龔衛(wèi)娟丁巖冰
中國(guó)免疫學(xué)雜志 2013年7期
關(guān)鍵詞:胃癌血清

肖煒明 吳克艷 龔衛(wèi)娟 丁巖冰 王 艷 卜 平

(揚(yáng)州大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院消化內(nèi)科,揚(yáng)州225001)

血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)被認(rèn)為是一種重要的促腫瘤生長(zhǎng)因子。其不僅通過旁分泌途徑刺激腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞增生、遷移,誘導(dǎo)血管形成而促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng);還具有增強(qiáng)血管通透性,促進(jìn)單核細(xì)胞、成纖維細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞浸潤(rùn),有利于腫瘤基質(zhì)形成,促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的活性[1,2]。另外,VEGF 還具有免疫調(diào)節(jié)功能,可通過降低體內(nèi)免疫監(jiān)視功能而促進(jìn)免疫逃逸[3,4]。樹突狀細(xì)胞(Dendritic cells,DCs)作為體內(nèi)功能最強(qiáng)的抗原遞呈細(xì)胞,具有很強(qiáng)的攝取、加工、遞呈抗原的能力,從而激發(fā)抗原特異性的T細(xì)胞免疫反應(yīng),既往研究也已經(jīng)證實(shí)DCs的浸潤(rùn)及其功能與胃癌的預(yù)后、TNM 分期等密切相關(guān)[5,6]。因此,本文試圖觀察胃癌組織VEGF表達(dá)強(qiáng)度、血清VEGF濃度分別與胃癌組織內(nèi)DCs浸潤(rùn)密度的關(guān)系,胃癌組織內(nèi)VEGF陽(yáng)性DCs浸潤(rùn)頻率與胃癌發(fā)生與發(fā)展的關(guān)聯(lián);胃癌患者與健康個(gè)體外周血單核來源DCs表面HLA-DR和CD86的表達(dá),從而深入揭示VEGF調(diào)節(jié)DCs活性參與胃癌發(fā)病及轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 臨床資料 收集2009年4月至2012年7月經(jīng)我院外科手術(shù),病理證實(shí)為胃癌的組織標(biāo)本142例,其中男性101例,女性41例,平均年齡(61.94±10.23)歲。所有入選病例均無長(zhǎng)期使用非甾體消炎藥和糖皮質(zhì)激素類藥,術(shù)前均未接受過放療或化療。腫瘤組織學(xué)類型按WHO分級(jí),高中分化腺癌76例,低/未分化腺癌66例;腫瘤大小:<5 cm者81例,≥5 cm者61例;發(fā)生局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者97例,無局部淋巴轉(zhuǎn)移者45例;未侵及漿膜層者60例,侵及漿膜層者82例;根據(jù)2010年國(guó)際抗癌聯(lián)盟(UICC)頒布的第7版胃癌TNM分期系統(tǒng)進(jìn)行臨床分期:Ⅰ期/Ⅱ期74例,Ⅲ期/Ⅳ 期68例。隨機(jī)選取37例癌旁組織作為對(duì)照組,并經(jīng)過病理檢查排除累及腫瘤。隨機(jī)取20例患者血清,其中男性13例,女性7例,平均年齡(57.90±12.43)歲;健康個(gè)體20例,其中男性 12例,女性 8例,平均年齡(56.91±9.68)歲。隨機(jī)取5例胃癌患者和5例健康個(gè)體外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC),經(jīng)體外誘導(dǎo)為DCs。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料 鼠抗人VEGF單克隆抗體(mAb)購(gòu)自Santa Cruz公司;Alex488標(biāo)記的驢抗鼠、羊抗兔抗體購(gòu)自Invitrogen公司;兔抗人CD11c抗體購(gòu)自武漢博士德公司;APC-CD11c mAb、FITC-HLA-DR mAb、PE-CD86 mAb來自 Biolegend公司;人 VEGF ELISA檢測(cè)試劑盒購(gòu)自深圳達(dá)科為公司;DAPI封片劑購(gòu)自 VECTASHIELD公司;重組人 GM-CSF、IL-4購(gòu)自PeproTech公司;重組人VEGF蛋白(rhVEGF)購(gòu)自R&D公司;外周血淋巴細(xì)胞分離液(Ficoll)購(gòu)自挪威Axis-shield公司。

1.3 方法

1.3.1 免疫熒光法檢測(cè)腫瘤組織 VEGF表達(dá)及DCs密度 腫瘤組織經(jīng)10%甲醛溶液固定,石蠟包埋,常規(guī)切片,厚4 μm。石蠟切片脫蠟后,梯度酒精水化,95~99℃水浴抗原修復(fù),自然冷卻至室溫,2%驢或山羊血清室溫封閉30分鐘。然后孵育鼠抗人VEGF(1∶50 稀釋)及兔抗人 CD11c(1∶50 稀釋)抗體4℃過夜。PBS洗滌后,同時(shí)孵育驢抗鼠、羊抗兔熒光二抗(1∶1 000稀釋)37℃避光孵育30分鐘,PBS洗滌,自然晾干后,滴加DAPI封片,熒光顯微鏡觀察。

1.3.2 CD11c陽(yáng)性細(xì)胞判斷標(biāo)準(zhǔn) 細(xì)胞形態(tài)完整且不規(guī)則,胞漿有明顯突起,分布在腫瘤細(xì)胞間和(或)腫瘤間質(zhì)內(nèi)。紅色熒光特異地定位于胞膜內(nèi)的細(xì)胞為陽(yáng)性細(xì)胞。染色結(jié)果按參考文獻(xiàn)[7]判斷:陰性(-)沒有或僅有少許染色細(xì)胞;陽(yáng)性(+)散在的染色細(xì)胞;陽(yáng)性(++)癌巢多個(gè)染色細(xì)胞;陽(yáng)性(+++)彌散的染色細(xì)胞。

1.3.3 VEGF陽(yáng)性細(xì)胞判斷標(biāo)準(zhǔn) 細(xì)胞形態(tài)完整,胞漿著綠色熒光,染色結(jié)果判斷分別按陽(yáng)性染色細(xì)胞百分?jǐn)?shù)及染色強(qiáng)度計(jì)分[8]。陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)為0,計(jì)0分;1%~10%計(jì)1分;11% ~50%計(jì)2分;51%~75%計(jì)3分;>75%計(jì)4分。染色陰性計(jì)0分;淡綠色計(jì)1分;綠色計(jì)2分;深綠色計(jì)3分。兩種積分相加,積分為0~2分,表示陰性(-);積分≥3分為陽(yáng)性。其中積分為3分,表示陽(yáng)性(+);積分為4~5分,表示陽(yáng)性(++);積分為6~7分,表示陽(yáng)性(+++)。

1.3.4 酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)檢測(cè)血清VEGF濃度 按試劑盒提供的操作說明進(jìn)行,主要步驟:加血清至各檢測(cè)孔,室溫孵育2小時(shí);洗板3次,加檢測(cè)抗體;混勻后蓋上封板膜,室溫孵育2小時(shí);洗板3次,加酶標(biāo)記底物。蓋上封板膜,室溫孵育20分鐘;洗板3次;加入TMB顯色,室溫避光溫育20分鐘終止反應(yīng);10分鐘內(nèi)在波長(zhǎng)450 nm讀值。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算各檢測(cè)孔內(nèi)VEGF濃度。

1.3.5 外周血單核細(xì)胞誘導(dǎo)為DCs 利用Ficoll分離外周血單個(gè)核細(xì)胞,調(diào)整細(xì)胞密度為2×106ml-1。將細(xì)胞鋪于 24 孔板中培養(yǎng),每孔 500 μl,約1×106個(gè)細(xì)胞/孔,并加細(xì)胞因子 GM-CSF(100 ng/ml)、IL-4(40 ng/ml),37℃,5%CO2孵箱培養(yǎng)。隔日半量換液,培養(yǎng)5天誘導(dǎo)成DCs。

1.3.6 DCs表面 HLA-DR和 CD86表達(dá)的檢測(cè)

取外周血單核細(xì)胞誘導(dǎo)而來的細(xì)胞懸液,經(jīng)PBS洗滌后加入 APC-CD11c mAb、FITC-HLA-DR mAb、PECD86 mAb 4℃避光孵育30分鐘后,PBS洗滌后400 μl重懸。利用FACS Calibur流式細(xì)胞儀,Cellquest軟件計(jì)數(shù)104個(gè)細(xì)胞,選取CD11c陽(yáng)性細(xì)胞,進(jìn)而分析HLA-DR及CD86的表達(dá)。

1.3.7 重組VEGF(rhVEGF)對(duì)DCs表達(dá)HLA-DR、CD86的影響 將正常個(gè)體和胃癌患者PBMC誘導(dǎo)為未成熟DC后,實(shí)驗(yàn)分組加rhVEGF 100 ng/ml,對(duì)照組不加藥物,兩組分別刺激未成熟DC 24小時(shí)后,F(xiàn)CM檢測(cè)DC表達(dá)CD86的情況。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 胃癌與癌旁組織VEGF表達(dá)、DCs浸潤(rùn)密度的比較采取χ2檢驗(yàn)分析;VEGF表達(dá)強(qiáng)度與DCs浸潤(rùn)密度的關(guān)聯(lián)采取Spearman等級(jí)相關(guān)分析;VEGF、DCs雙陽(yáng)性細(xì)胞與TNM及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關(guān)聯(lián)性分析采用秩和檢驗(yàn);胃癌患者血清VEGF濃度與健康個(gè)體的比較、HLA-DR及CD86陽(yáng)性DCs頻率的比較均采取t檢驗(yàn)。P<0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 胃癌組織VEGF表達(dá)與DC浸潤(rùn)密度的關(guān)聯(lián)分析 首先對(duì)胃癌組織和癌旁組織分別用VEGF和CD11c的抗體進(jìn)行免疫熒光染色,發(fā)現(xiàn)胃癌組織VEGF陽(yáng)性表達(dá)率 56.33%(圖 1)、而癌旁組織VEGF陽(yáng)性表達(dá)率僅為18.91%。另外,胃癌組織內(nèi)CD11c+細(xì)胞的表達(dá)陽(yáng)性率為60.56%(圖1)、而癌旁組織的陽(yáng)性表達(dá)率為62.16%。結(jié)果顯示胃癌組織中VEGF陽(yáng)性表達(dá)率明顯高于癌旁組織(χ2=16.452,P <0.001);而 CD11c+細(xì)胞表達(dá)率略低于癌旁組織(χ2=0.032,P=0.859),但統(tǒng)計(jì)學(xué)無意義。為進(jìn)一步明確腫瘤組織VEGF表達(dá)是否與DCs浸潤(rùn)密度有相關(guān)性,對(duì)胃癌組織VEGF表達(dá)情況和DCs浸潤(rùn)情況分別判定為“-、+、++、+++”4個(gè)等級(jí),利用Spearman等級(jí)相關(guān)分析,發(fā)現(xiàn)VEGF表達(dá)強(qiáng)度與 DCs浸潤(rùn)程度呈反向關(guān)聯(lián)(表1,rS=-0.426,P <0.001),提示胃癌細(xì)胞可通過分泌VEGF抑制腫瘤組織內(nèi)DCs的浸潤(rùn)。

圖1 免疫熒光法檢測(cè)胃癌組織內(nèi)VEGF和CD11c陽(yáng)性的細(xì)胞(×200)Fig.1 VEGF and CD11c staining in gastric cancer tissues detected by immunofluorescence technique(×200)

表1 胃癌細(xì)胞VEGF表達(dá)水平與DC密度相關(guān)性分析Tab.1 Correlation study of VEGF expression level in cancer cells and density of tumor-infiltrating DCs

2.2 胃癌組織VEGF陽(yáng)性DCs浸潤(rùn)的頻率與胃癌分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關(guān)聯(lián)分析 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn),腫瘤組織內(nèi)DCs可分泌VEGF、內(nèi)皮素-1等參與腫瘤血管生成,特別是腫瘤局部微環(huán)境PGE2和鈣三醇的刺激可誘導(dǎo)DCs分泌大量的VEGF,進(jìn)而介導(dǎo)腫瘤血管生成和免疫逃逸[9]。因此本研究分析了胃癌組織和癌旁組織內(nèi)CD11c+VEGF+雙陽(yáng)性細(xì)胞的密度(圖 2),結(jié)果發(fā)現(xiàn),胃癌組織中 CD11c+VEGF+雙陽(yáng)性細(xì)胞頻率為43.66%,癌旁組織雙陽(yáng)性細(xì)胞率為10.81%,胃癌組織中雙陽(yáng)性細(xì)胞表達(dá)率明顯高于癌旁組織(表 2,χ2=14.112,P=0.001)。另外,我們分析了CD11c+VEGF+細(xì)胞密度與TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關(guān)聯(lián)性(表3:Z=-2.367,P=0.018;表 4:Z= - 2.574,P=0.010),結(jié)果顯示CD11c+VEGF+細(xì)胞密度與疾病的進(jìn)展、局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移均正相關(guān)。

圖2 雙色熒光標(biāo)記檢測(cè)胃癌組織內(nèi)VEGF和CD11c雙陽(yáng)性細(xì)胞(×200)Fig.2 Immunofluorescent staining of VEGF and CD11c double positive cells in gastric cancer tissues(×200)

2.3 血清VEGF濃度及腫瘤組織內(nèi)DC浸潤(rùn)密度的關(guān)聯(lián)分析 為分析胃癌患者血清VEGF濃度和腫瘤組織內(nèi)DC浸潤(rùn)密度是否關(guān)聯(lián),我們首先比較20例胃癌患者和20例健康個(gè)體血清內(nèi)VEGF水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn),胃癌患者血清內(nèi) VEGF濃度均值為(354.98 ±231.11)pg/ml,而健康個(gè)體 VEGF 濃度均值為(66.11 ±62.86)pg/ml,胃癌患者血清內(nèi) VEGF濃度顯著增高(圖3,t=5.394,P <0.001)。進(jìn)一步分析胃癌患者血清VEGF濃度與腫瘤組織內(nèi)DCs密度的關(guān)聯(lián),發(fā)現(xiàn)二者沒有明顯的關(guān)聯(lián)性(rS=0.114,P=0.63)。提示血清VEGF濃度對(duì)腫瘤組織內(nèi)DCs遷移沒有影響。

2.4 胃癌外周血單核細(xì)胞來源DCs表面HLA-DR及CD86表達(dá)的檢測(cè) 為觀察胃癌患者體內(nèi)DCs細(xì)胞的活性狀態(tài),分離5例胃癌和5例健康個(gè)體外周血單核細(xì)胞,經(jīng)GM-CSF和IL-4誘導(dǎo)為DCs,分別檢測(cè)CD11c細(xì)胞表面MHCⅡ類分子(HLA-DR)和共刺激分子CD86的表達(dá)。HLA-DR在健康個(gè)體及胃癌患者表達(dá)率分別為(99.86 ±0.06)%、(84.44 ±8.73)%(t=4.241,P=0.003);CD86 在健康個(gè)體及胃癌患者表達(dá)率分別為(62.48±10.46)%、(40.82 ±5.42)%(t=4.111,P=0.003)(圖 4 ~6)。結(jié)果顯示,與健康個(gè)體相比,胃癌患者外周血單個(gè)核細(xì)胞來源DCs表面HLA-DR和CD86的表達(dá)均降低。為分析DCs表面CD86表達(dá)的降低是否與胃癌血清高水平VEGF有關(guān),我們將rhVEGF作用胃癌患者來源的DCs細(xì)胞,測(cè)得rhVEGF組的CD86表達(dá)為(37.94±6.36)%,對(duì)照組為(56.70±7.80)%,(t=5.104,P=0.001);而 rhVEGF 作用健康個(gè)體來源的 DCs細(xì)胞,rhVEGF組的 CD86為(54.30 ±3.81)%,對(duì)照組為(57.08 ±6.43)%,(t=0.832,P=0.430)(圖 7)。結(jié)果證實(shí)重組VEGF可直接下調(diào)胃癌患者 DCs表面 CD86的表達(dá)。

表2 胃癌與癌旁組織內(nèi)CD11c+VEGF+細(xì)胞密度比較Tab.2 Comparative analysis of density of CD11c+VEGF+cells in gastric cancer tissues and adjacent tissues

表3 腫瘤組織內(nèi)CD11c+VEGF+細(xì)胞密度與TNM分期關(guān)聯(lián)性分析Tab.3 Correlation study of density of CD11c+VEGF+cells in tumor tissues with TNM stages

表4 腫瘤組織內(nèi)CD11c+VEGF+細(xì)胞密度與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移關(guān)聯(lián)性分析Tab.4 Association correlation study of densitiesof CD11c+VEGF+cells in tumor tissues with lymph node metastasis

圖3 胃癌患者血清VEGF濃度較正常個(gè)體顯著增高Fig.3 Serum level of VEGF is higher in gastric cancer patients than healthy controls

圖4 外周血單核細(xì)胞誘導(dǎo)而來DCs表面HLA-DR和CD86的檢測(cè)Fig.4 Detection of HLA-DR and CD86 expression on peripheral blood monocyte-derived DCs by flow cytometry

圖5 胃癌患者外周血單核細(xì)胞來源DCs表面HLA-DR的表達(dá)降低Fig.5 Decreased expression of HLA-DR on peripheral monocyte-derived DCs in gastric cancer

圖6 胃癌患者外周血單核細(xì)胞來源DCs表面CD86的表達(dá)降低Fig.6 Decreased expression of CD86 on peripheral monocyte-derived DCs in gastric cancer

圖7 重組VEGF下調(diào)胃癌患者外周血單核細(xì)胞來源DCs表面表達(dá)HLA-CD86Fig.7 Recombinant VEGF down-regulated CD86 expression on DCs in gastric cancer

3 討論

本研究基于胃癌臨床標(biāo)本,首先利用免疫熒光和ELISA方法分別分析了腫瘤組織內(nèi)胃癌細(xì)胞VEGF表達(dá)、血清VEGF濃度與腫瘤組織內(nèi)DCs浸潤(rùn)密度的關(guān)聯(lián),發(fā)現(xiàn)胃癌細(xì)胞原位表達(dá)VEGF與DCs浸潤(rùn)存在明顯的負(fù)相關(guān),而血清VEGF濃度對(duì)腫瘤DCs浸潤(rùn)無明顯影響,提示腫瘤微環(huán)境內(nèi)高濃度VEGF表達(dá)可通過抑制DCs的遷移或分化,從而介導(dǎo)免疫逃逸。另外,本研究比較了胃癌組織與癌旁組織分泌VEGF的DCs頻率,發(fā)現(xiàn)癌組織內(nèi)DCs分泌VEGF的頻率顯著高于癌旁組織,提示腫瘤組織內(nèi)浸潤(rùn)的DCs可能通過分泌VEGF來促進(jìn)腫瘤血管生成而參與疾病進(jìn)展。最后,本研究證實(shí)外周血單核細(xì)胞來源DCs表面HLA-DR和CD86的表達(dá)均降低,且重組VEGF可直接抑制DCs表達(dá)CD86,說明胃癌患者體內(nèi)DCs處于低活性或負(fù)向免疫調(diào)節(jié)狀態(tài)。因此,本研究為VEGF參與胃癌進(jìn)展及免疫逃逸提供了直接依據(jù)。

腫瘤細(xì)胞在低氧狀態(tài)時(shí)分泌大量VEGF,促進(jìn)腫瘤局部新生血管的生成,且同時(shí)抑制局部DCs的功能。國(guó)外研究證實(shí)VEGF在體外和體內(nèi)抑制DCs細(xì)胞的分化、以及抑制LPS誘導(dǎo)的DCs成熟,抑制DCs分泌 IL-12[10,11]。給小鼠注射重組 VEGF 蛋白可拮抗FILT3對(duì)DCs的刺激作用[12]。在腫瘤細(xì)胞和DCs共培養(yǎng)體系中,加入 VEGF抗體,可促進(jìn)CD34+細(xì)胞向DCs的分化[13]。本研究證實(shí)胃癌細(xì)胞分泌VEGF與DCs浸潤(rùn)呈負(fù)相關(guān),但胃癌細(xì)胞來源的VEGF是直接抑制DCs的浸潤(rùn)還是抑制DCs源自造血干細(xì)胞的分化發(fā)育過程,尚需深入研究。

血清高水平VEGF促進(jìn)腫瘤患者的進(jìn)展,與外周血循環(huán)DCs的密度呈負(fù)相關(guān)[14]。本研究則顯示血清VEGF水平與腫瘤浸潤(rùn)DCs無關(guān),這提示腫瘤組織內(nèi)DCs活性主要受局部腫瘤細(xì)胞來源VEGF的影響。另外,胃癌患者外周血單核細(xì)胞來源的DCs表面HLA-DR和CD86均降低,而重組VEGF直接抑制DCs表達(dá)CD86,但VEGF是否直接影響DCs對(duì)CD4+T/CD8+T細(xì)胞的活化,或發(fā)揮調(diào)節(jié)性DCs的活性,促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)的產(chǎn)生、增殖及活性,需要深入分析。

腫瘤組織內(nèi)腫瘤細(xì)胞和局部浸潤(rùn)的DCs之間存在相互作用(Crosstalk),特別在腫瘤晚期,腫瘤細(xì)胞來源的IL-10、TGF-β、PGE2往往誘導(dǎo)局部DCs具有免疫調(diào)節(jié)和耐受活性,而不是免疫激活功能,主要表現(xiàn)為低表達(dá) TLR4、MHC Ⅱ類分子、CD40、CD80、CD86 和 IL-12,而分泌較多 IL-10[15]。我們?cè)谖赴┙M織內(nèi)發(fā)現(xiàn)了較高頻率VEGF陽(yáng)性的DCs細(xì)胞,且其與臨床分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移均呈正相關(guān)性,提示該群DCs具有免疫調(diào)節(jié)活性,但這群DCs在胃癌組織內(nèi)如何被誘導(dǎo)產(chǎn)生以及其他表型特點(diǎn)需要深入研究,進(jìn)而對(duì)篩選有效抑制該群DCs活性或誘導(dǎo)DCs向免疫激活方向分化的藥物具有重要意義。

綜上所述,胃癌細(xì)胞VEGF的表達(dá)強(qiáng)度與腫瘤組織DCs浸潤(rùn)密度負(fù)相關(guān),而胃癌患者血清高濃度VEGF與其外周血單核細(xì)胞來源的DCs表面HLADR和CD86表達(dá)降低有關(guān),腫瘤組織內(nèi)分泌VEGF的DCs頻率與胃癌進(jìn)展呈正相關(guān),提示采取靶向抑制腫瘤細(xì)胞分泌VEGF和增強(qiáng)DCs功能的治療方法,將有望取得較好的抗腫瘤治療效果。

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