萬珂增強NK細胞對前列腺癌細胞殺傷作用的實驗研究*

胡煒，劉丹，陳曲，王嵬

（遼寧省錦州市中心醫院 腫瘤科，遼寧 錦州 121001）

人類的先天性免疫系統中，自然殺傷細胞（natural killer cell，NK）為其重要組成部分，尤其在腫瘤免疫治療中，更發揮了重要作用。NK細胞可以通過各種有效的殺傷機制，殺傷同系、同種或異種瘤細胞，包括釋放穿孔素和顆粒酶、通過死亡受體調節腫瘤細胞的凋亡等[1-3]。NK細胞表面具有活化性受體和抑制性受體，兩者間的平衡狀態是其能否發揮細胞毒效應的決定因素[4]。抑制性受體主要是殺傷細胞免疫球蛋白樣受體，可以特異性地與細胞表面的人白細胞抗原-I（human leucocyte antige-I，HLA-I）類分子結合，參與NK細胞的活化過程，抑制由活化性受體激發的細胞毒性作用。有研究證明，蛋白酶體抑制劑—萬珂（化學名硼替佐米）通過促進T淋巴細胞和NK細胞上表達的死亡配體—腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體（TNF-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL）連接到死亡受體4（death receptors 4，DR4）和DR5，引起腫瘤細胞的凋亡[5]。然而在前列腺癌細胞中，萬珂致敏NK細胞殺傷腫瘤是否也是通過腫瘤細胞的抑制性配體實現，還未見報道。本研究用2種激素依賴性和激素非依賴性前列腺癌細胞株LNCaP和DU145為模型，探討萬珂是否可以致敏NK細胞對腫瘤的作用及其作用機制。NK細胞。經Ficoll-Paque Plus密度梯度離心，吸取界面層的外周血單個核細胞，用預冷Reaction buffer將單個核細胞的濃度調整為1×108個/ml，加入生物素化的抗體，混勻，孵育15 min，在混懸液中加入50μl磁珠，再次混勻，繼續孵育15 min，將對細胞混懸液進行洗滌。將洗滌后的混懸液轉移至磁場中，帶磁力的細胞移至磁場中，6 min后吸除上清液，剩余NK細胞。將剩余的NK細胞在含10%胎牛血清和500 u/ml重組人白介素-2的RPMI 1640培養基中培養24 h，活化NK細胞。采用FITC-CD3和PE-CD56鼠抗人單抗標記NK細胞，用流式細胞儀分析CD3-CD56+細胞百分比以檢測NK的純度。本實驗純化的細胞中NK細胞＞85%。

1 材料與方法

1.1 材料

萬珂（美國Millennium Pharmaceuticals公司），NK分離試劑盒（美國RD公司RPMI 1640，胎牛血清（天津灝洋生物有限公司），胰蛋白酶（美國HyClone公司），熒光標記抗體藻紅蛋白（Phycoerethrin，PE）標記的抗人DR5抗體、抗人Fas抗體、抗人HLAABC抗體購自美國Biolegend公司，Trizol試劑（美國Invitrogen公司），實時熒光定量聚合酶鏈反應（quantitative real-time polymerase chain reaction，qRTPCR）試劑盒（日本TaKaRa公司）。

1.2 方法

1.2.1 細胞培養 DU145、LNCaP細胞培養使用RPMI 1640培養基，培養基中含10%胎牛血清，2種細胞呈單層貼壁生長，用胰酶進行消化傳代，待細胞呈對數生長時可進行實驗。經各種因素處理后可進行指標檢測。

1.2.2 NK細胞的分離及鑒定 取健康志愿者抗凝外周血20 ml，按NK細胞分離試劑盒說明書操作，分離

1.2.3 Annexin-V/PI法 20 nmol/L萬珂處理DU145和LNCaP細胞48 h，記數細胞后，在每孔種植相同數量的細胞，細胞貼壁24 h。NK細胞以1∶1效靶比與腫瘤細胞共孵育6 d。收集所有細胞，用Annexin-V/PI法測定細胞的凋亡率。

1.2.4 流式細胞儀 取對數期生長的DU145、LNCaP細胞，不同濃度（0、10和20 nmol/L）萬珂處理2種前列腺癌細胞株24 h，分別收集各組DU145、LNCaP細胞，磷酸鹽緩沖溶液（phosphate buffer saline，PBS）洗2次，調整細胞濃度為2×10個5/ml，取500μl細胞懸液，加入PE標記的HLA-ABC抗體20μl，避光孵育20 min。冷PBS洗細胞1次，將細胞重懸于0.5 ml PBS中，流式細胞儀檢測腫瘤細胞表面HLA-ABC蛋白的表達。使用WinMDI軟件進行數據分析。

1.2.5 qRT-PCR 取對數期生長的DU145、LNCaP細胞，不同濃度（0、10和20 nmol/L）萬珂處理2種前列腺癌細胞株24 h，分別收集各組DU145、LNCaP細胞。采用Trizol法抽提細胞總RNA，紫外分光光度計測定RNA純度及含量，選用OD260/OD280比值為1.8～2.0的RNA標本用于下一步反應。按照逆轉錄試劑盒說明書進行操作，合成cDNA后進行PCR反應。分別向PCR管中加入SYBR Premix Ex TaqTMⅡ 12.5μl，cDNA 模 板 2μl，ddH2O 8.5μl，以及正反向引物各 lμl。HLA-C 正向引物 ：5'-TCCTGGTTGTCCTAGCTGTC-3'，反向引物 ：5'-CAGGC-TTTACAAGTGATGAG3-'；甘油醛-3-磷酸脫 氫 酶（glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase，GADPH）正向引物：5'-GAAGGTGAAGGTCGGAGTC-3'，反向引物：5'-GAAG-ATGGTGATGGGATTTC3-'。引物均由大連寶生生物工程公司有限公司合成。反應條件：95℃預變性30 s，95℃變性5 s，60℃退火30 s，共45個循環，60℃收集熒光5 s，99℃、1 min，50℃、1 min，以0.5℃/s的速度升溫到99℃，對熒光進行連續監測做熔解曲線分析。采用qRT-PCR儀進行檢測，以HLA-C與GADPH相對濃度比值反映目的基因mRNA的表達。用雙標準曲線法對目的基因進行相對定量測定。實驗結果重復3次。

1.3 統計學方法

數據分析采用SPSS 11.5統計軟件，計量資料以均數±標準差（±s）表示，兩組比較用t檢驗，多組比較用單因素方差分析，進一步兩兩比較用Tukey-HSD檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 萬珂提高前列腺癌細胞對NK細胞殺傷的敏感性

2.1.1 DU145細胞 未處理組、萬珂組、NK細胞組及其共同預處理組的DU145細胞凋亡率分別為（21.698±2.658）%、（34.945±2.245）%、（23.972±2.952）%和（41.831±2.965）%，經單因素方差分析，差異有統計學意義（F=36.240，P=0.000）。進一步兩兩比較，萬珂、NK細胞共同預處理的DU145細胞凋亡率較僅萬珂或NK細胞預處理高（P＜0.05）。見圖1。

圖1 萬珂致敏NK細胞對DU145細胞凋亡的影響 （±s）

2.1.2 LNCaP細胞 未處理組、萬珂組、NK細胞組及其共同預處理組的LNCaP細胞凋亡率分別為（23.663±2.204）%、（25.992±1.743）%、（29.729±2.581）%和（30.310±1.638）%，經單因素方差分析，差異有統計學意義（F=6.922，P=0.013）。進一步兩兩比較，萬珂、NK細胞共同預處理組的LNCaP細胞凋亡率與萬珂組、NK細胞組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。處理過的DU145細胞凋亡率比LNCaP細胞更高。提示NK細胞能有效提高激素非依賴性前列腺癌細胞凋亡率，且NK細胞與萬珂的聯合應用較單獨應用凋亡率更高。見圖2。

圖2 萬珂致敏NK細胞對LNCaP細胞凋亡的影響 （±s）

2.2 萬珂對DU145細胞HLA-I類分子mRNA和蛋白表達的影響

2.2.1 HLA-C mRNA 0、10和20 nmol/L萬珂處理后DU145細胞HLA-C mRNA相對表達量分別為（1.017±0.107）、（0.892±0.152） 和（0.753±0.116），經單因素方差分析，差異有統計學意義（F=6.256，P=0.034）。進一步兩兩比較，10 nmol/L萬珂處理后DU145細胞HLA-C mRNA表達水平與0和20 nmol/L萬珂組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；20 nmol/L萬珂處理后DU145細胞HLA-C mRNA表達水平較0 nmol/L萬珂組下調（P＜0.05）。見圖3。

圖3 不同濃度萬珂對DU145細胞HLA-C mRNA表達水平的影響 （±s）

2.2.2 HLA-ABC蛋白 0和20 nmol/L萬珂處理后DU145細胞HLA-C-ABC蛋白相對表達量分別為（65.842±0.178）和（38.220±0.389），經t檢驗，差異有統計學意義（t=12531.758，P=0.000），20 nmol/L萬珂處理后DU145細胞HLA-ABC蛋白表達水平較0 nmol/L萬珂組下調。見圖4。

圖4 不同濃度萬珂對DU145細胞HLA-ABC蛋白表達水平的影響

2.3 萬珂對LNCap細胞HLA-I類分子mRNA和蛋白表達的影響

2.3.1 HLA-C mRNA 0、10和20 nmol/L萬珂處理后LNCap細胞HLA-C mRNA相對表達量分別為（1.027±0.101）、（0.930±0.140） 和（0.861±0.130），經單因素方差分析，差異無統計學意義（F=1.345，P=0.329）。見圖 5。

2.3.2 HLA-ABC蛋白 0、10和20 nmol/L萬珂處理后LNCap細胞HLA-ABC蛋白相對表達量分別為（2.831±0.428）和（2.110±0.551），經t檢驗，差異無統計學意義（t=3.221，P=0.147）。見圖6。

圖5 不同濃度萬珂對LNCaP細胞HLA-C mRNA表達的影響 （±s）

圖6 不同濃度萬珂對LNCaP細胞HLA-ABC蛋白表達的影響

3 討論

近年來，前列腺癌的發病率越來越高。激素依賴性的前列腺癌患者可以用去勢方法治療，而激素非依賴性的前列腺癌對激素抑制治療和化療無效，患者生存率非常低，所以急切期待著新的治療模式產生。

蛋白酶體抑制作用引發的抗腫瘤凋亡活性的精確機制非常難分析，似乎是多因素的。26S蛋白酶體能對大量的細胞通路進行調節。有研究表明，蛋白酶體抑制參與活化核轉錄因子κB[6-7]，降低死亡區域蛋白樣白介素-1β轉換酶抑制蛋白的表達，增加DR5的表達，通過細胞內的凋亡通路活化Caspase-3[8-9]，累積前凋亡蛋白Bik等大范圍的細胞效應。而NK細胞也有TRAIL和Fas配體，其可以在靶細胞中觸發凋亡。

曾經有人假設成熟的NK細胞表達≥1種自體HLA-I類抑制性受體，特別是HLA-C和Bw4分子[10]。當抑制信號占主導時，HLA-I類抑制性受體能夠保護健康細胞不被NK細胞破壞[11]。而在相對情況下，NK細胞能積極地溶解腫瘤細胞而不顯示這些抑制性受體。自體HLA分子使NK細胞失活是惡性腫瘤細胞逃逸宿主NK細胞介導的免疫的一個潛在機制[12]。

在正常的環境中，前列腺癌細胞表達自體HLA分子，使自體的NK細胞失活，這可能是腫瘤免疫逃逸機制的一個重要環節。這也有助于解釋在實體腫瘤的治療中獲得性輸注自體NK細胞相對缺乏活性[13]。本研究結果表明，萬珂處理DU145細胞會導致細胞表面表達的HLA-ABC蛋白和HLA-C mRNA降低。這證明萬珂能夠克服前列腺癌細胞對NK細胞的抑制，使獲得性輸注NK細胞的治療更有效，從而使其應用更廣。可是這些改變卻沒有在LNCaP細胞上出現。還有研究表明，殘留的宿主淋巴細胞的有效排斥反應限制了NK細胞輸注的持久性，這也減少了治療的有效性。而萬珂能夠通過特異性清除有自體反應性的T淋巴細胞，從而潛在促進NK細胞的持久性[14]。這些效應證明，萬珂增強NK細胞的抗腫瘤活性。

綜上所述，萬珂抑制腫瘤細胞上HLA-ABC的表達，從而促進NK細胞對靶細胞的識別和殺傷。而這種效應在激素非依賴性前列腺癌細胞上表現更明顯，證明萬珂能成為一種有效的藥物，增強腫瘤免疫治療的效果，尤其為激素非依賴性前列腺癌的生物治療提供新希望。