Slug-siRNA转染对胰腺癌细胞生长的影响
siRNA沉默CLDN23基因后对仓鼠胰腺癌细胞解离及侵袭能力的影响
[ 3]R aMW, igG,WagP,e a.Poet ee et o rhp- n a Sn n t 1 rt i f cs fpee a cv f
rn z t n n h mir v s u a u e u n a d f r i i i o t e ao co a c lt r d r g n at he rh g c i e mo r a i
伤杂志 ,0 1 1 ( ) 1415 20 ,7 3 ,7 .7 . [ ]Ku e 8 rgrC,Sh t C,O e ak eut ba c eU,e a.Srm C 4 l e i t1 eu D1 e l n v p lt u ai dadsvrl b re aet[ ] c1 x m n, o r m te eee u dpt nsJ . E pI mu ya z n y n i i n
tert oedp ne tniio f h o lm n acd [ ] h :ds-ee dn ihbtno ecmpe ( )6 3 0 . u ,0 5,1 5 :0 - 9 6 ( 收稿 日期 :0 10 -0) 2 1 -52
参考文献 :
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观察 时 间短 有关 。
t nae ru e r ae ad rssitn[ ] ug R s i f rt ma hmo h n euc i J .JS r e , o t a rg ao
siRNA与癌症治疗
04
的最新进展
针对特定癌症类型的最新研究
肺癌
研究显示,sirna可靶向肺癌细胞中的致癌基因, 抑制其表达,从而抑制肿瘤生长。
乳腺癌
sirna被用于沉默乳腺癌细胞中致癌基因的表达, 降低肿瘤细胞的增殖和转移能力。
结直肠癌
sirna被用于抑制结直肠癌细胞中致癌基因的表达, 降低肿瘤细胞的生长和扩散。
联合治疗策略的探索
特性
sirna具有高度的特异性,能够针对特定的基因进行调控。此外,sirna还具有稳 定性、易于合成和低毒性的特点,使其成为一种有前途的生物治疗手段。
SIRNA的作用机制
识别
sirna通过碱基配对与mRNA结合,特异性地识别并 抑制特定基因的表达。
沉默
sirna与mRNA结合后,引发rna降解,从而在转录后 水平抑制特定基因的表达。
胞的抗原表达,增强肿瘤细胞对免疫细胞的识别和杀伤敏感性。
SIRNA在癌症治疗中
03
的挑战和前景
克服生物屏障
稳定性和保护
在体内环境中,sirna容易受到核酸酶的降解,因此需要采 取措施来保护sirna不被降解。
穿透细胞膜
sirna需要通过细胞膜才能进入细胞,但细胞膜对sirna的通透 性较低,因此需要寻找有效的方法来提高sirna的细胞膜穿透能
调节
sirna可以调节细胞内多种基因的表达,包括致癌基因 和抑癌基因,因此对癌症治疗具有重要意义。
SIRNA的优点和局限性
优点
sirna具有高度的特异性,能够针对 特定的基因进行调控;同时,sirna 还具有稳定性、易于合成和低毒性的 特点。
局限性
sirna的作用机制较为复杂,目前对其 作用机制的理解尚不完全;此外, sirna的体内稳定性、细胞摄取率和靶 向特异性等方面仍需进一步改进。
STAT1与恶性肿瘤关系的研究进展
STAT1与恶性肿瘤关系的研究进展黄平;窦长武;鞠海涛;王宏伟【期刊名称】《临床神经外科杂志》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】3页(P314-316)【作者】黄平;窦长武;鞠海涛;王宏伟【作者单位】010050 呼和浩特,内蒙古医科大学;内蒙古医科大学附属医院神经外科;内蒙古医科大学附属医院神经外科;内蒙古医科大学附属医院神经外科【正文语种】中文【中图分类】R739.4作者单位:010050呼和浩特,内蒙古医科大学2013级在读硕士(黄平) ;内蒙古医科大学附属医院神经外科(窦长武,鞠海涛,王宏伟)恶性肿瘤的发生是由多个基因参与,通过不同基因在不同时相的差异表达来进行调控的复杂过程,包括癌基因和抑癌基因的结构及功能的异常,肿瘤发生的根本原因是修复基因结构及功能缺陷等。
近年来,在临床已经采取了相应的治疗手段,但由于肿瘤的发生、发展是多种因素、多个步骤的复杂过程,至今仍未提出有效的治疗方法,死亡率居高不下。
尽管在过去一些常规手术+放疗+化疗的综合治疗取得了飞速的发展,但对改善恶性肿瘤患者的预后仍不尽如人意。
因此,为了改善恶性肿瘤患者的预后,寻找一种新的治疗手段是目前研究的焦点和热点。
信号转导与转录激活因子(signal transducers and activators of transcription,STAT)是一种信号转导和转录活化因子蛋白,是细胞因子/生长因子信号转导中重要的胞质转录因子,激活后转入细胞核内与特异性DNA结合[1],从多个方面调节细胞的生长、存活、分化和凋亡。
近年来研究发现,STAT蛋白的激活在细胞增殖和免疫防御中至关重要,而过度激活或缺失却可导致包括癌症在内的多种疾病的发生[2]。
STAT1是该家族的重要成员之一,在肿瘤形成过程中包括细胞周期进展、细胞凋亡、肿瘤血管生成以及肿瘤免疫监视中发挥重要的作用。
1.1 STAT1的结构和功能目前研究已发现,STATs家族是由STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b、STAT6等7个成员构成的。
TNFSF9通过调节巨噬细胞极化促进胰腺癌转移的机制研究演示课件
TNFSF9通过调节巨噬细胞极化促进胰腺癌转移的机制分
析
要点一
要点二
TNFSF9通过激活STAT3信号通路 促进巨噬细胞向M…
M2型巨噬细胞通过分泌细胞因子 促进胰腺癌转移
实验结果显示,TNFSF9过表达能够激活STAT3信号通路, 进而促进巨噬细胞向M2型极化。这表明TNFSF9通过激活 STAT3信号通路来调节巨噬细胞的极化状态。
巨噬细胞极化类型及特点
M1型巨噬细胞极化
M1型巨噬细胞极化主要由IFN-γ和TNF-α等炎性因子诱导,表现为高表达iNOS和产生大 量炎性因子,如IL-1β、IL-6和IL-12等,具有促炎和杀菌作用。
M2型巨噬细胞极化
M2型巨噬细胞极化主要由IL-4和IL-13等抗炎因子诱导,表现为高表达Arg1和产生大量抗 炎因子,如IL-10和TGF-β等,具有抗炎和促进组织修复作用。
研究其他免疫细胞在胰腺癌转移中的作用
除了巨噬细胞外,其他免疫细胞如T细胞、NK细胞等也可能在胰腺癌转移中发挥重要作 用
谢谢您的聆听
THANKS
研究目的和内容
研究目的
本研究旨在探讨TNFSF9通过调节巨噬细胞极化促进胰腺癌转移的具体机制,为胰腺癌的治疗提供新的思路和靶 点。
研究内容
首先,通过细胞实验和动物实验验证TNFSF9对胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响;其次,探讨TNFSF9对 巨噬细胞极化的调节作用及其机制;最后,在体内外实验中验证TNFSF9通过调节巨噬细胞极化促进胰腺癌转移 的假设。
TNFSF9对胰腺癌转移的影响
TNFSF9的表达与胰腺癌转移的相关性:TNFSF9 在胰腺癌组织中的表达水平与肿瘤转移能力呈正 相关。
TNFSF9对血管生成和淋巴管生成的影响: TNFSF9通过上调血管生成因子和淋巴管生成因子 的表达,促进胰腺癌组织的血管生成和淋巴管生 成。
转录因子正文
转录因子摘要:随着众多生物基因组计划的完成及其蛋白质组学研究的不断深入,人类步入了系统生物学时代。
基因组计划的完成提供了大量的DNA内在信息,解析出基因组中可能存在的全部基因的阅读框架,因此,接下来研究基因的表达调控特别是转录调控就显得非常迫切。
另一方面,蛋白组学研究的突飞猛进给我们描绘出了细胞的蛋白质表达谱和网络谱,接下来研究蛋白质与蛋白质,蛋白质与DNA的相互作用将成为现在及以后相当长一段时间内的研究主题。
有生物学家认为,21世纪对人类最具有挑战性的生物学主题就是“基因的全基因组调控”和”细胞的全蛋白质的生理功能”这两大难题。
然而,转录因子是可与基因调控序列结合并调控基因转录的一类核蛋白,研究转录因子就是研究转录调控的分子机制,研究一种或一类特定的蛋白质分子与DNA的结合特性,研究与DNA结合的蛋白质分子是怎样调控基因转录等问题。
转录因子的研究实际上已构成上述两大生物学难题的一个交叉点,因此,对转录因子的深入研究已是一件极其迫切而且重要的课题。
DNA转录及转录因子定义转录:是指以DNA为模板,在RNA聚合酶的作用下合成mRNA,将遗传信息从DNA分子上转移到mRNA分子上,这一过程成为转录。
真核生物DNA的转录在细胞核中进行,原核生物的转录在细胞质的核质区内进行。
转录单元转录单元是一段以启动子开始至终止子结束的DNA序列。
转录起始(transcription initiation):转录因子通过识别基因启动子上的特异顺式元件并募集多种蛋白质因子,形成具有RNA聚合酶活性的转录起始复合体,从转录起始位点启动转录的过程。
转录终止子(transcription terminator):基因编码区下游使RNA聚合酶终止mRNA合成的密码子,是一种位于poly(A)位点下游,长度在几百碱基以内的结构。
终止子可分为两类。
一类不依赖于蛋白质辅因子就能实现终止作用。
另一类则依赖蛋白辅因子才能实现终止作用。
这种蛋白质辅因子称为释放因子,通常又称ρ因子转录因子:能够结合在某基因上游特异核苷酸序列上的蛋白质,活化后从胞质转位至胞核,通过识别和结合基因启动子区的顺式作用元件,启动和调控基因表达。
重组质粒hTERT-siRNA对胰腺癌细胞移植瘤hTERT相关基因及蛋白表达的影响
检测各组瘤体 中 B l2 a 、p 3 E F c 、B x 5 、V G 、端粒 酶蛋 白表达 ,Wetr l 检测各 组瘤体 中端粒 酶蛋 白表达情 一 s n o e bt 况. 结果 T 组和 T l 2组 h E T和 B l2 N TR c A表达较肿瘤对照组和空载组明显降低 ,B x N 一 mR a mR A表 达明显升 高 ( .1 .与肿瘤对照组和空载组 比较 ,T 组 和 T 组 B l2 eo eae 5 P<00 ) 1 2 c lm rs、p 3和 V G 一T E F蛋 白表达明显降低 ,
[ 中图分类号]R 5 .[ 6 7 文献标识码]A [ 5 文章编号】 10 4 0 (00 8— 1 1 6 0 3— 7 6 2 1)0 0 5 —0
E c s o c m bi a a m i TERT— i t fRe o n ntPl s d h s RNA n h o TRET
B x蛋 白 表达 明显 升高 ( a P<00 ) 结 论 () 重 组 质 粒 T 和 T .1 . 1 1 2能 够 下 调 裸 鼠移 植 瘤 体 内抗 凋 亡 基 因 h E T T R m N R A、B l2m N 和蛋 白 、p 3和 端 粒 酶 蛋 白表 达 水 平 ,上 调 促 凋 亡 基 因 B x N 和 蛋 白表 达水 平 ,其抗 c一 R A 5 a A mR 胰 腺 癌 作用 可 能 与 促 进 胰 腺 癌 细 胞 凋亡 有 关 .() 重 组 质 粒 T 2 1和 T 2能够 显 著 下 调 裸 鼠移 植 瘤 体 内 V G E F蛋 白 表 达 水 平 ,可能 具 有 抑 制 肿 瘤 血 管生 成 的作 用 . [ 键 词 ] 胰 腺 癌 ;重 组 质 粒 ;裸 鼠 ;移 植 瘤 ;凋 亡 关
Zwilch-siRNA抑制人脑胶质瘤U87MG细胞增殖
胶质瘤是中枢神经系统最为常见的原发性肿瘤,具有发病率高、复发率高、死亡率高以及治愈率低等特点[1]。
尽管近年来不断探索和革新手术切除以及化疗、放疗方案,但传统治疗措施在改善预后、延长患者生存期方面仍收效甚微。
据统计,恶性胶质瘤患者的中位生存期仅为12~15个月,而复发胶质瘤患者仅能生存3~9个月[2],其中的主要原因是瘤细胞的异常增殖得不到有效抑制。
Zwilch 基因是后生动物有丝分裂检查点的基本组分,通过RZZ (ZW10/Rod/Zwilch )复合体发挥作用,能防止细胞过早退出有丝分裂,对于有丝分裂过程中动粒-微管连接装置的建立发挥着不可或缺的作用[3]。
该基因依赖细胞周期表达,在细胞的有丝分裂中发挥着重要的生理作用[4-5]。
本课题用Zwilch-siRNA 慢病毒感染人脑胶质瘤细胞U87MG ,观察其细胞增殖、克隆形成能力的变化,以探讨Zwilch 在胶质瘤发生、发展中的作用。
1材料与方法1.1细胞、动物与主要试剂人脑胶质瘤细胞株U87MG 购自上海市吉凯基因化学技术有限公司;DMEM 高糖型培养基和PBS 购自美国Hyclone 公司;胎牛血清、0.25%+EDTA 胰酶和青-链霉素购自美国Thermo Fisher 公司;慢病毒介导的靶向Zwilch 的siRNA 由上海吉凯生物科技有限公司设计并合成;SDS -PAGE 凝胶配制试剂盒、全蛋白提取试剂盒、BCA 蛋白定量试剂盒均购自江苏凯基生物技术股份有限公司;Zwilch 单克隆抗体(ab202898)、二抗均购自英国Abcam 公司;CCK-8试剂盒购自上海贝博生物公司。
1.2实验方法1.2.1胶质瘤细胞培养人脑胶质瘤细胞系U87MG 采用含有10%FBS 的DMED 高糖型培养基培养,培养条件为37℃、5%CO 2。
1.2.2慢病毒感染选取生长状态良好的U87MG 细胞接种于六孔板,分为四组进行干预:空白对照组,进行常规培养;阴性对照组,以对照的阴性慢病毒感染;两个实验组分别用Zwilch-siRNA(59456-1)及Zwilch-siRNA (59460-1)慢病毒感染。
14.2 现有的siRNA的递送方式(2)
2 现有的siRNA的递送方式(2)核酸递送(包括siRNA递送)在细胞内吞,溶酶体逃逸以及激活用于基因沉默的RISC复合物方向已经有了数十年的探索历史。
近年来,由于病毒载体在核酸递送过程中存在的一些并发症和副作用,核酸载体的研究热点已经逐渐转向合成类载体,例如脂质体,聚合物,无机材料等等。
下面将以siRNA的递送为例总结现有的合成类核酸载体递送方式。
2.1 基于脂质的递送系统单层和多层脂质体通过两亲材料及脂质双层自组装形成。
脂质体通常用作广谱治疗药物(包括siRNA)的递送载体。
脂质双分子层的显着特征包括两组亲水极性基团,每一组分别指向粒子的外表面和内表面,可用的组分脂质可被官能化和修饰。
脂质可以自组装成球形或无定形结构,脂质和核酸分散在整个双层中。
阳离子脂质己被用于大多数脂质体基因递送方法,因为随着它们的使用,带负电荷的siRNA的包封得到改善,以及中性脂质更频繁地联合使用以促进稳定性和转染效率。
可离子化的阳离子脂质的pKa值可以被调节以实现有效的siRNA包封和体内活性。
研究表明,由于其氨基的原子化,pKa值低于7的脂质能够在pH 低于可电离脂质的pKa的环境中与带负电荷的核酸相互作用。
当环境pH高于脂质pKa时(例如在生理环境中),脂质体表面电荷是中性的,其促进身体周围的循环。
细胞内摄入后,可离子化脂质的氨基在酸性内体环境中带正电荷。
该性质有助于siRNA从酸性内体脱离,因为质子化氨基与阴离子内体脂质相关联,导致siRNA通过内体完整性的不稳定性而释放siRNA至胞质溶胶。
自从Felgner等人在1987年成功使用脂质体将核酸转染到动物和人类细胞中以来,近30年来脂质体己被用作siRNA的有效递送载体。
历史上最早使用的脂质体核酸递送载体是合成的阳离子脂质N-[1- ( 2,3-二油酞氧基)丙基]N,N,N-三甲基氯化铵(DOTMA),它己被证明可以可以有效地将DNA和RNA转染到人类细胞中。
角鲨烯环氧酶对宫颈鳞癌细胞增殖、凋亡及迁移侵袭的影响
assesstheeffectofAICARonthestabilityofcMycmR NAandprotein.WesternblotwasusedtoexaminetheregulatoryeffectofAICARonc Mycinvariouscancercelllines.TheMTTassaywasusedtodeterminetheeffectofAICARoncellviabilityinthesecelllines.Results AICARsignificantlyup regulatedc MycatbothmRNAandproteinlevels.Theproteinlevelofc Mycreachedaplateau12haftertheAICARtreat ment.Theup regulatoryeffectofc MycinducedbyAICARwasnotdependentoneithertheAMPKsigna lingpathwayorthedownstreammetabolitesofAICAR.AICARcouldsignificantlyenhancethemRNAstabilityofc Mycbutdidnotaffecttheproteinstability.Theup regulationofc MycinducedbyAICARwascell typespecific.AICARup regulatedc MycinSW1990,786 O,andA549,whiledown regulatedc MycinHepG2,MCF7,andU2OS.InHepG2cells,AICARtreatmentdecreasedcellviability.However,inSW1990andA549cells,AICARtreatmentdidnotleadtoanysignificantdifferenceincellviability.AIC ARdecreasedthecellviabilityonlywhenc MycwasknockeddowninSW1990andA549cells.Conclu sions AICARdirectlyup regulatesc MycexpressioninanAMPK independentmanner.Theup regulationeffectiscell typedependent.Theregulationofc MycexpressionbyAICARislinkedtotheinhibitoryeffectofAICARontumorcellproliferation.Keywords:AICAR;c Myc;AMPK;cellprolifera tion;cancerheterogeneity;anti cancercompound网络出版时间:2023-12-0116:35:46 网络出版地址:https://link.cnki.net/urlid/34.1086.R.20231130.1321.032角鲨烯环氧酶对宫颈鳞癌细胞增殖、凋亡及迁移侵袭的影响夏娜娜,陈思颖,杨京蕊,康 敏,余敏敏(南京中医药大学附属南京医院/南京市第二医院,江苏南京 210003)doi:10.12360/CPB202211026文献标志码:A文章编号:1001-1978(2023)12-2295-10中国图书分类号:R329 25;R329 28;R345 4;R394 2;R737 33摘要:目的 探究角鲨烯环氧酶(squaleneepoxidase,SQLE)在宫颈鳞癌中的作用及其分子机制。
siRNA产品使用说明
siRNA产品使用说明RN:R10043.5 产品简介常规化学合成siRNA为21~25nt的双链小分子RNA,即用型。
运输保存产品以冻干粉的形式,常温运输。
收到产品后,请于-20℃~-80℃保存,冻干粉可以稳定保存一年。
使用前瞬时离心,用RNase-free HO或灭菌ddH2O,配制成20μM储存液,分装保存,避免反复冻融(不超过5次)。
2表1 20μM储存液的配置参考0.25 0.5 1 2 5 20溶解体积(μl) 12.5 25 50 100 250 1000 注:如需进行高通量筛选试验,可选择siRNA Library。
使用前须知为避免外界因素(包括酶,极端pH或者温度条件等)导致产品降解,所有操作请严格遵循RNA操作规则。
实验过程中,产品最好于冰上放置,使用完毕后请于-20℃~-80℃小心保存。
细胞实验方法:为了降低细胞密度、试剂用量,转染效率等因素导致的孔间差异,保证实验的可靠性和可重复性,一般建议:1)转染实验中每个转染样品至少设置3个复孔;2)接种细胞时,每孔接种的细胞数量尽量保持一致,且细胞在各孔的表面平均分布。
1. 转染浓度:siRNA产品最佳工作浓度因不同的细胞类型及研究目的而异。
锐博生物推荐的siRNA初始转染浓度为50nM,转染后检测时间为24~72h。
最佳转染效率一般通过设置时间曲线和浓度梯度进行优化,优化的范围建议为5~100nM。
2. 转染步骤:以ribo FECT™ CP Reagent 转染 siRNA于24孔板,转染浓度为50nM为例,其他规格容器的试剂用量请参考表2。
1)接种细胞a.贴壁细胞:以Hela细胞为例,接种1×105~5×105个细胞至含有适量完全培养基(v1)的24孔板培养孔中,使转染时的细胞密度能够达到30~50%。
b.悬浮细胞:以THP1细胞为例,接种1×105~5×105个细胞至含有适量完全培养基(v1)的24孔板培养孔中。
sirna转染原理
sirna转染原理Sirna转染技术是一种新型的基因治疗技术,它能够抑制特定基因的表达,以达到治疗某些疾病的目的。
Sirna转染是利用特殊的RNA分子通过特殊的方式来抑制特定基因表达的。
Sirna转染的原理具体为,在细胞内,可以通过特殊的载体蛋白(比如受体)将 Sirna送至细胞核, Sirna细胞核中会与目标基因的 mRNA合,合后的 Sirna/mRNA合体会被蛋白酶切割,致目标基因不能正常表达,以达到抑制目标基因表达的目的。
Sirna染技术在疾病治疗领域有着重大意义,其仅仅针对特定基因发挥抑制作用,不会影响到其他基因,有效降低治疗所带来的副作用,例如用于癌症治疗的 Sirna,可以有效抑制肿瘤基因的表达,从而减轻患者的症状,减少化疗毒性。
此外,Sirna染技术也可以用于病毒感染的治疗,通过 Sirna够有效抑制病毒致病基因的表达,从而阻断病毒感染。
Sirna染技术虽然在医学上具有许多优势,但是仍有一些问题没有被解决。
首先是 Sirna抗性,即 Sirna能会被细胞分泌的酶分解,从而导致转染的不稳定性;其次, Sirna染所涉及的分子机制也很复杂,需要研究人员充分理解才能正确开展转染操作;最后,Sirna 染目前仍属于新型技术,尚未进入临床应用阶段,仍需经历许多实验和临床试验,才能达到临床应用标准。
尽管 Sirna染技术存在着一些问题,但是通过科技的进步,克服这些问题的可能性是很大的。
随着科技的进一步发展,Sirna染技术可能会被用于更多的疾病治疗,有望成为一种重要的生物医学技术。
综上所述,Sirna染技术是一种新型的基因治疗技术,它能够抑制特定基因的表达,以达到治疗某些疾病的目的。
尽管 Sirna染技术仍存在一些问题,但随着科技的发展,它可能会成为一种重要的生物医学技术。
Slug基因表达抑制对体外胰腺癌细胞生物行为的影响
关键词 : 腺癌 ;lg干扰 ; 胰 S ; u 肿瘤转移 ; 血管生成
中图分类号 : 759 R3 .
Cii , A G a-a W N x
文献标 识码 : A
H si lQn&o260 , h a;. e o t ,i pa g 640 C i 2 D — n
Ihbtr f c f n -lgo vs n mi a o n n i eei i acet aclmacl C E a- S N n ii ye et o t S ni ai , g t na da g gns p nrai crh o s ai u n o ri o sn c o es H N Yn u , O G l f ,t 1 ( . 咖 删 o ee l u e , eJ oa e a.1 脚 fGnr r r t i nn aSgy h a p r etfGnrl u e ,h l t o ilfH i nMei l oee H i u57 1 , hn ) at n o e e r r t A ie H s t an d a Clg , a o 100 C / m aS g y e f a d pa o i a c l k a
c n tu td a d t n fce no As C 1c H y Lp fea i e2 0 to s s b et n fce ln s c o e r u h G 1 T e o srce n a s t it P 一 e s b ioe tm n 0 0 me d .t l r se td co ywa h s n t o g 4 8. h r e d h a a h
体外实验表 明, sC1 AP . 细胞 内 Su 表达沉默后 , 管密度 明显 降低 , 管生成 被抑制 , 胞存 活率明显 降低 。结论 lg 血 血 细
基于巨噬细胞极化的肿瘤治疗
综㊀㊀述㊀基金项目:国家自然科学基金项目(面上项目㊁重点项目㊁重大项目)(No.82002971)作者简介:顾佳丹ꎬ女ꎬ硕士生ꎬ研究方向:药理ꎬE-mail:gujiadan@163.com通信作者:戴蓓英ꎬ女ꎬ博士ꎬ特聘副研究员ꎬ硕士生导师ꎬ研究方向:肿瘤药理学ꎬTel:198****9146ꎬE -mail:1620184503@cpu.edu.cn基于巨噬细胞极化的肿瘤治疗顾佳丹ꎬ戴蓓英(中国药科大学新药安全评价与研究中心ꎬ江苏南京211198)摘要:巨噬细胞的高度可塑性能够影响肿瘤进展和治疗耐药ꎬ目前针对肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associatedmacrophagesꎬTAMs)开发出了多种治疗手段ꎬ包括对其进行再极化等ꎮ利用化合物阻断巨噬细胞向M2型极化或促进其向M1型极化ꎬ利用纳米粒子靶向巨噬细胞递送刺激因子等都是常用的重编程手段ꎮ靶向TAMs有望成为一种潜在的抗肿瘤治疗手段ꎮ本文主要聚焦于通过对TAMs进行重编程以使其重新获得抗肿瘤能力的免疫疗法ꎮ关键词:肿瘤相关巨噬细胞ꎻ极化ꎻ纳米粒子中图分类号:R730.51㊀文献标志码:A㊀文章编号:2095-5375(2023)11-0909-007doi:10.13506/j.cnki.jpr.2023.11.011Anti-tumortherapiesbasedonmacrophagesᶄrepolarizationGUJiadanꎬDAIBeiying(CenterforNewDrugSafetyEvaluationandResearchꎬChinaPharmaceuticalUniversityꎬNanjing211198ꎬChina)Abstract:Thehighplasticityofmacrophagescaninfluencetumorprogressionandtreatmentresistance.Variousthera ̄peuticapproacheshavebeendevelopedfortumor-associatedmacrophages(TAMs)ꎬincludingtheirrepolarization.TheuseofcompoundstoblockthepolarizationofmacrophagestoM2typeortopromotetheirpolarizationtoM1typeꎬandtheuseofnanoparticlestotargetmacrophagestodeliverstimulatoryfactorsareallcommonlyusedreprogrammingmethods.TargetingTAMsisexpectedtobeapotentialanti-tumortherapy.ThispapermainlyfocusedonimmunotherapybyreprogrammingTAMstoregainanti-tumorability.Keywords:Tumor-associatedmacrophagesꎻPolarizationꎻNanoparticles㊀㊀巨噬细胞从骨髓中的祖细胞而来ꎬ随后进入外周血在内环境稳态㊁炎症反应及肿瘤免疫中发挥作用[1]ꎮ巨噬细胞具有高度可塑性ꎬ能够依据不同微环境的刺激在不同表型之间转换ꎬ这种转换被称为 极化 [2]ꎮ肿瘤微环境中的巨噬细胞又称为肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associatedmacrophagesꎬTAMs)ꎬ与肿瘤的发生发展有着密切的关系ꎬ能够影响肿瘤的进展及治疗的耐药ꎬ因此有望成为抗癌药物的新靶点[3]ꎮ目前基于TAMs的各类亚型和功能出现了四类TAMs相关的免疫疗法ꎬ包括直接清除TAMsꎬ限制TAMs的募集与肿瘤定位ꎬ对TAMs进行再极化或重编程以及利用巨噬细胞靶向肿瘤给药[4]ꎮ本文主要聚焦于通过对TAMs进行重编程以使其重新获得抗肿瘤能力的免疫疗法ꎮ1㊀巨噬细胞的极化目前巨噬细胞被主要分为两种具有不同功能的亚型ꎬ包括经典激活的M1型(classicallyactivatedmacrophageꎬCAMs)ꎬ又称炎症型ꎬ以及替代性激活的M2型(alternativelyactivatedmacrophageꎬAAMs)ꎬ又称抗炎型[5]ꎮ人外周血单核细胞用粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(granulocytemacrophage-colonystimulatingfactorꎬGM-CSF)刺激时会向M1型极化ꎬ而与巨噬细胞集落刺激因子(macrophagecolony-stimulatingfactorꎬM-CSF)则会向M2型极化[6]ꎮM1型巨噬细胞是正常免疫反应的主要表型ꎬ通常由γ干扰素(interferon-γꎬIFN-γ)或脂多糖(li ̄popolysaccharideꎬLPS)激活[7]ꎬ参与针对不同病原体的I型辅助性T细胞(Thelpertype1cellsꎬTh1)的免疫反应ꎬ并产生能够杀伤癌细胞和微生物的促炎细胞因子[6ꎬ8]ꎬ如TNF-α(tumornecrosisfactor-α)㊁IL-1β(interleukin-1β)及低水平的IL-10[5ꎬ9]ꎮ而M1型巨噬细胞产生的活性氧成分(reactiveoxygenspeciesꎬROS)虽然能够参与病原体的清除[5]ꎬ但也会导致DNA损伤[10]ꎮ由于促炎反应会损伤DNAꎬ因此M2型巨噬细胞介导的抗炎反应就十分重要ꎮM2型巨噬细胞通常由IL-4㊁IL-13㊁IL-10激活ꎬ能够诱导免疫抑制㊁肿瘤形成ꎬ并参与寄生虫的清除及伤口修复[11]ꎮM2型巨噬细胞根据功能可分为3个亚型:①有助于组织修复及伤口愈合的M2a和M2c型ꎻ②有助于抗炎和免疫调节的M2b型ꎻ③有助于血管生成和肿瘤进展的M2d型[12-13]ꎮM2a型主要由肥大细胞分泌的IL-4㊁IL-13以及Th2细胞和嗜碱性粒细胞诱导[12]ꎬM2c型由TGF-β(transforminggrowthfactor-β)㊁IL-10和糖皮质激素诱导[14]ꎬM2b型由LPS或IL-1R配体与免疫复合物的相互左右诱导[15]ꎬM2d型则由肿瘤相关因子诱导产生ꎬ同时也是肿瘤微环境(tumormicroenvi ̄ronmentꎬTME)中TAMs的主要组成部分[16]ꎮ机制上来说ꎬSTAT1和STAT3/STAT6激活通路间的平衡决定了巨噬细胞的极化和功能[17]ꎮNF-κB和STAT1的表达增加促进了巨噬细胞向M1型极化ꎬSTAT3和STAT6介导了巨噬细胞向M2型极化[18]ꎬ此外ꎬ过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxi ̄someproliferator-activatedreceptorsꎬPPAR)如PPARγ和PPARδ同样参与了M2型巨噬细胞的激活与氧化代谢[12]ꎮ转录因子KLF4协同STAT6ꎬ通过阻断NF-κB共激活因子促进M2型相关基因如ARG-1㊁MRC1㊁FIZZ1㊁PPARγ的表达ꎬ抑制M1型相关基因如TNFα㊁COX-2㊁CCL5㊁iNOS的表达ꎮ与KLF4同家族的KLF2则通过抑制NF-κB/HIF-1α的激活调控巨噬细胞活化[19]ꎮIL-4一方面通过诱导c-Myc激活M2型巨噬细胞[18]ꎬ另一方面通过诱导M2型极化的Jmjd3-IRF4轴抑制IRF5介导的M1型极化ꎮ此外ꎬIL-10能通过诱导c-Maf㊁STAT3和p50NF-κB同源二聚体活性促进M2型极化[17]ꎮ2㊀肿瘤相关巨噬细胞与肿瘤微环境TME由免疫细胞㊁基质细胞及非细胞成分构成ꎬ免疫细胞包括T细胞㊁B细胞㊁TAMs等ꎬ基质细胞包括肿瘤干细胞㊁肿瘤相关成纤维细胞及肿瘤相关脂肪细胞等[20]ꎬ非细胞成分包括细胞外基质(ex ̄tracellularmatrixꎬECM)蛋白㊁生长因子㊁细胞因子及代谢物[21]ꎮTME的稳态和演变离不开所有细胞密切的细胞间串扰[3]ꎬ其构成成分也会随着癌症种类的不同而变化[22]ꎮTAMs构成了TME中一群具有可塑性和异质性的细胞ꎬ在某些实体瘤中占比可达50%[3]ꎬ并且在抑制免疫反应㊁促进组织重塑㊁癌症转移和耐药方面发挥着重要作用[23]ꎮ最新研究表明ꎬTAMs与正常巨噬细胞类似ꎬ具有中间激活态ꎬ能够适应复杂的TME[24]ꎬ并且在TME中表型和功能各不相同的TAMs亚型都表达M1和M2的标记物[25]ꎮ然而只有在肿瘤发生非常早期的阶段会产生促炎因子ꎬ促进M1型TAMs的募集和极化ꎬM1型TAMs则通过产生细胞毒性因子㊁吞噬并摧毁肿瘤细胞以及释放促炎因子发挥抗癌效果[26]ꎮ随着M1型TAMs长期存在导致的慢性炎症ꎬ癌细胞会将TAMs重编程为M2型[27]ꎬM2型TAMs通过分泌生长因子㊁促血管生成因子㊁免疫抑制因子以及重塑蛋白水解酶发挥促肿瘤作用[28]ꎮ因此基于TAMs的各类亚型和功能出现了4类TAMs相关的免疫疗法ꎬ包括直接清除TAMsꎬ限制TAMs的募集与肿瘤定位ꎬ对TAMs进行再极化或重编程以及利用巨噬细胞靶向肿瘤给药[4]ꎮ3㊀重编程TAMs治疗癌症的研究进展有研究证明巨噬细胞是化疗和免疫治疗所必需的[29]ꎬ并且考虑到TAMs的可塑性及不同亚型的功能ꎬ利用环境刺激促癌的M2型TAMs重编程为抗癌的M1型TAMs是一种可能的肿瘤治疗策略[4]ꎮ目前重编程TAMs的方法多种多样ꎬ包括抑制TAMs极化相关基因调控极化ꎬ利用化合物等直接诱导TAMs再极化ꎬ通过纳米颗粒递送系统诱导极化以及利用机械高强度聚焦超声等技术诱导TAMs极化ꎮ3.1㊀直接抑制TAMs极化相关基因调控极化㊀通过基因调控TAMs主要分为两条途径ꎬ一是重新激活STAT1通路ꎬ使TAMs向M1型极化ꎬ二是抑制STAT3/STAT6信号通路ꎬ抑制TAMs向M2型极化ꎮ目前两条通路相关的基因均有文献报道ꎮRIP1是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶ꎬ在部分癌症中能够促进癌细胞死亡[30]ꎬ但巨噬细胞中的RIP1信号会导致胰腺导管癌抵抗免疫治疗ꎮ抑制巨噬细胞的RIP1能够激活STAT1信号通路ꎬ使TAMs重编程为MHCIIhiTNFα+IFNγ+的肿瘤杀伤型ꎬ从而导致细胞毒性T细胞激活和辅助性T细胞向混合Th1/Th17表型分化ꎮ因此ꎬ巨噬细胞RIP1可能作为控制肿瘤免疫的检查点激酶发挥作用[31]ꎮATP作为在实体瘤中高表达的物质可能与肿瘤增殖和免疫细胞通讯有关[32]ꎬ细胞外ATP的功能主要由P2X7介导ꎬ该受体广泛表达于大多数肿瘤细胞和免疫细胞如TAMs上[33]ꎮTAMs上的P2X7能通过激活STAT6/IRF4轴促进肺肿瘤细胞增殖㊁血管生成和T细胞免疫抑制ꎬ从而促进TAMS的M2极化ꎮ抑制或敲除P2X7可抑制TAMs向M2型极化ꎬ并显著抑制体内肺癌的进展ꎮ此外抑制P2X7克服了肺癌对免疫治疗和化疗的耐药性ꎬ是一种潜在的治疗复发及难治性肺癌的手段[34]ꎮTGR5(又称GPBAR1)是细胞膜G蛋白偶联的胆汁酸受体ꎬ表达与单核细胞和巨噬细胞上ꎬ在调节炎症反应中发挥重要作用[35]ꎮTGR5通过激活cAMP-STAT3/STAT6信号ꎬ是TAMs向M2型极化所必需的ꎮTGR5缺失能够恢复TAMs导致的CD8+T细胞的抑制ꎬ从而恢复非小细胞肺癌(non-smallcelllungcancerꎬNSCLC)的抗肿瘤免疫反应ꎮTGR5是NSCLC针对TAMs的抗肿瘤免疫治疗的一个有潜力的药物靶点ꎬ可能使免疫检查点阻断疗法无效的患者受益[36]ꎮERK5是丝裂原激活蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinaseꎬMAPKs)家族的一员ꎬ能够将胞外信号转化为各种细胞反应[37]ꎮSTAT3磷酸化依赖于ERK5ꎬERK5缺失导致骨髓来源巨噬细胞(bonemarrow-derivedmacrophageꎬBMDMs)表达低水平的M2型相关基因ꎬ并减少TGF-β及IL-10的产生ꎬ从而阻止免疫抑制微环境的形成ꎮ因此ꎬ通过阻断ERK5重编程TAMs将成为一种潜在的治疗手段[38]ꎮ此外ꎬ也有文献报道部分临床用药如卡巴他赛㊁卡非佐米等能够重编程TAMsꎬ这就意味着这些药物具有与免疫疗法联用从而发挥更好的抗肿瘤效果的潜力ꎮ卡巴他赛是治疗前列腺癌的二线用药ꎬ通过稳定微管中的微管蛋白以抑制细胞分裂来发挥细胞毒性[39]ꎮ但在三阴性乳腺癌(triple-negativebreastcancerꎬTNBC)中ꎬ卡巴他赛并非直接发挥细胞毒性作用ꎬ而是诱导巨噬细胞向M1型极化ꎬ从而通过TLR/NF-κB通路的激活和促炎细胞因子的表达从而发挥抗肿瘤作用[40]ꎮ此外ꎬ紫杉醇已被证明是一种TLR4配体ꎬ它直接与髓样分化蛋白2(myeloiddifferentiationprotein-2ꎬMD-2)结合ꎬ并激活下游信号传导[41]ꎮ因此除了卡巴他赛外其他的紫杉醇衍生物也可能具有重编程TAMs的能力ꎮ卡非佐米作为不可逆的蛋白酶体抑制剂ꎬ能够破坏细胞蛋白质的稳定[42]ꎬ常用于复发/难治性多发性骨髓瘤的治疗ꎮ高通量筛选发现卡非佐米还能在M2型巨噬细胞中诱导未折叠蛋白反应(unfoldedproteinresponseꎬUPR)ꎬ激活IRE1a来募集TRAF2ꎬ并激活NF-κB转录M1型巨噬细胞相关基因ꎬ从而诱导M2型巨噬细胞表达M1型巨噬细胞因子ꎬ发挥吞噬肿瘤细胞以及将抗原递呈给T细胞的功能ꎮ此外ꎬ卡菲佐米与PD-1抗体有协同作用ꎬ可能成为PD-1抑制剂联合治疗的优秀药物[43]ꎮ3.2㊀利用纳米材料重编程TAMs㊀相较于传统药物递送系统ꎬ纳米递送技术利用细胞特异性靶向定位㊁分子转运到特定细胞器等手段克服了诸多局限ꎬ包括生物体分布和细胞内运输等[44]ꎬ纳米粒子还能够提高封装内容物的溶解度和稳定性ꎬ促进跨膜运输并延长循环时间以提高安全性和有效性[45]ꎮ随着技术进步ꎬ纳米粒子的受控合成利用复杂架构的合并㊁生物响应部分以及靶向剂提高递送能力[46]ꎮ目前纳米粒子根据材料主要分为3类ꎬ包括脂质体纳米粒子㊁聚合物纳米粒子及无机材料纳米粒子[44]ꎬ利用这3类材料对TAMs重编程均有文献报道ꎮ脂质纳米粒子(lipid-basedNPsꎬLNPs)通常由4个部分组成ꎬ与带负电的遗传物质结合并有助于核内逃逸的阳离子或可电离脂质ꎬ形成粒子结构的磷脂ꎬ有助于稳定和膜融合的胆固醇以及改善稳定性和循环的聚乙二醇化的脂质ꎮDLin-MC3-DMA(MC3LNPs)是一种高效的siRNA运输载体ꎬ将能够同时编码CCL2和CCL5的双特异性单结构域抗体BisCCL2/5i的mRNA包裹其中ꎬ可以形成一种肝归巢生物材料ꎬ诱导TAMs向M1型极化ꎬ并减少肿瘤微环境中的免疫抑制ꎮ此外ꎬ该脂质纳米粒子与PD-L1联合使用ꎬ能够延长原发性肝癌及结直肠癌和胰腺癌肝转移模型的小鼠生存期[47]ꎮ甘露糖磺酸酯脂质体(Man-PEG-Lipo)也被开发运用到了TAMs的靶向递送中ꎬ在其中包裹绿原酸(chlorogenicacidꎬCHA)的脂质体具有较好的粒径和稳定性ꎬ并能有效改善CHA在体内快速清除和肿瘤蓄积较少的情况ꎮ甘露糖受体介导的TAMs靶向作用能够使该脂质体优先蓄积在肿瘤中ꎬ释放出的CHA能够使M2型TAMs重编程为M1型ꎬ从而抑制胶质瘤的生长[48]ꎮ此外ꎬLNPs还能够包裹C6-神经酰胺(LipC6)ꎬ注射LipC6一方面能够抑制肿瘤细胞的增殖和AKT的磷酸化ꎬ增加肿瘤细胞的凋亡ꎬ另一方面能够诱导TAMs极化为M1型ꎬ减少免疫抑制ꎬ增加CD8+T细胞的活性ꎬ从而减缓肝癌生长[49]ꎮ尽管LNPs能够靶向递送并提高了内容物的稳定性ꎬ但其也存在载药量低㊁肝脏和脾脏高摄取等不足[50]ꎮ相较于LNPsꎬ聚合物纳米粒子具有更多变的结构与特性ꎬ也就产生了可变的药物递送能力ꎬ治疗药物可以封装在纳米粒子核心内㊁包埋在聚合物基质中㊁化学结合到聚合物上或结合到纳米粒子表面ꎬ因此聚合物纳米粒子能够承载多种类型的药物ꎬ是理想的递送载体[51]ꎮPLGA(Lactic-co-glycolicacid)是常用的一种聚合物纳米粒子载体ꎮ可以在其中包裹Toll样受体7/8(toll-likereceptor7/8ꎬTLR7/8)激动剂瑞喹莫德(R848)ꎬ再将PLGA-R848通过静电吸附到大肠杆菌MG1655上ꎬ可以实现肿瘤靶向ꎬ并将TAMs重编程为M1型[52]ꎮPLGA还能包裹小分子黄芩苷和蛋白黑色素瘤抗原Hgp肽片段ꎬPLGA表面还可以缀合M2pep和α-pepꎬ使其对M2型巨噬细胞有更高的亲和力ꎬPLGA纳米粒子外部还能够再包裹一层聚多巴胺(polydopamineꎬpD)ꎬ使单链DNA片段CpG-ODN能够吸附在pD上ꎮM2型TAMs能有效地摄取纳米复合体ꎬ酸性溶酶体环境导致pD从纳米粒子表面解体ꎬ释放CpG将TAMs重编程为M1型ꎬ纳米粒子内部的黄芩苷则具有免疫调节和选择性细胞毒性的双重功能ꎮ该纳米复合体实现了高亲和力靶向递送系统以及较好的免疫调节㊁肿瘤杀伤功能ꎬ再次证明了聚合物纳米粒子有较好的应用前景[53]ꎮ除了PLGAꎬ功能化两亲性多肽(functionalizedamphiphilicpeptideꎬPCP)也能够聚合形成纳米粒子ꎬ与PD1㊁PD-L1组成纳米粒子骨架ꎬ并在其中包裹阿霉素(doxorubicinꎬDOX)和R848ꎬ就可形成多药前药ꎮPCP中包含成纤维细胞激活蛋白-α(fibroblastactivationprotein-αꎬFAP-α)反应底物片段ꎬ在到达肿瘤部位时骨架结构能够解离释放出内容物ꎬ使DOX和R848触发免疫原性细胞死亡(immunogeniccelldeathꎬICD)ꎬ并对TAMs进行重新编程ꎬ从而实现抗肿瘤免疫[54]ꎮ聚合物纳米粒子的骨架可修饰性及内容物的多样性使其在癌症医学㊁基因治疗和诊断中发挥重要作用ꎬ但也存在粒子聚集和毒性的风险[55]ꎮ无机物纳米粒子在TAMs重编程方面也有所应用ꎮ层状双氢氧化物作为常用的纳米材料本身具有上调促炎细胞因子和共刺激分子的能力[56]ꎬ在携带了miR155后表现出TAMs特异性递送能力ꎬ并能降低肿瘤组织中TAMs和髓系来源的抑制细胞(myeloid-derivedsuppressorcellsꎬMDSCs)的比例ꎬ提高CD4+和CD8+T细胞的浸润率和活性[57]ꎮ无机物纳米粒子还能够与聚合物纳米粒子结合使用ꎮPLGA纳米粒子作为骨架包裹Fe3O4纳米粒子和TLR7激动剂咪喹莫特(R837)ꎬ随后表面涂覆经LPS处理的巨噬细胞膜来靶向TAMsꎬFe3O4纳米粒子通过铁离子激活IRF5信号通路ꎬR837通过活性氧诱导的NF-κB信号通路协同极化TAMs为M1型ꎬ以增强免疫治疗[58]ꎮ3.3㊀其他手段重编程TAMs㊀目前大多数方法都是从极化信号通路的角度重编程TAMsꎬ但也能从巨噬细胞能量代谢的角度入手ꎮM1型巨噬细胞利用糖酵解满足快速的能量代谢需求ꎬM2型巨噬细胞则更倾向于利用脂肪酸氧化ꎬ而TME中恰好富含脂肪酸[59]ꎮ研究表明ꎬ富含不饱和脂肪酸的环境会影响骨髓细胞的成熟ꎬ不论是阻断脂滴的合成还是降解脂滴都能够抑制髓系细胞的成熟㊁线粒体呼吸及免疫抑制功能[60]ꎮ除了化学方法ꎬ机械手段也可能影响巨噬细胞的极化ꎮ高强度聚焦超声(highintensityfocusedul ̄trasoundꎬHIFU)消融疗法通过HIFU将焦点组织温度提高到60ħ以上从而使组织消融ꎬ一方面由高温引起的组织坏死造成ꎬ另一方面由水和超声波相互作用导致内部空化引起[61]ꎮ但传统HIFU(T-HIFU)不适用于较大的肿瘤ꎬ由此出现了利用高压爆破产生声空化的新型治疗手段 机械性高强度聚焦超声(mechanicalhigh-intensityfocusedultra ̄soundꎬM-HIFU)ꎮM-HIFU治疗后增加了TME中树突状细胞的积累ꎬT细胞的浸润ꎬ还能将TAMs重编程为M1型ꎬ并增加了PD-L1的表达ꎮ研究表明与单一治疗手段相比ꎬM-HIFU与抗PD-L1单抗联用能够增强全身抗肿瘤疗效ꎬ并有助于减少晚期复发和转移[62]ꎮ4㊀总结TAMs是TME的重要组成部分ꎬ在肿瘤发生发展中起重要作用ꎬTAMs能够通过多种途径创造免疫抑制微环境ꎬ包括触发T细胞免疫检查点的阻断ꎬ因此靶向TAMs不失为一种改善抗肿瘤免疫治疗的新方法[28]ꎮ目前针对TAMs及其功能介质为直接靶点已经开发出多种治疗策略ꎬ包括耗竭TAMsꎬ阻断单核细胞/巨噬细胞的募集ꎬ对TAMs重编程以及利用TAMs靶向肿瘤递送药物ꎮ尽管大多数治疗策略都处于临床前研究阶段ꎬ但也有部分耗竭TAMs的拮抗剂已进入实体瘤的临床测试ꎬ而与免疫检查点阻断联合治疗用有望改进现有的免疫疗法ꎮ然而TAMs的靶向治疗仍有许多问题需要解决ꎬ例如靶向TAMs针对的信号通路在体内是否存在机制上的重叠或协同ꎬ将巨噬细胞复极化为促炎状态有怎样的长期后果ꎬ哪些巨噬细胞转录因子对促进肿瘤免疫抑制和免疫激活至关重要以及靶向靶向TAMs可能会在TME中引发怎样的连锁反应等等ꎮ但不可否认ꎬ靶向TAMs不仅可以抑制肿瘤发生发展的 种子 ꎬ还可以改造肿瘤生长的 土壤 ꎬ构建抑癌微环境ꎬ从而将促进肿瘤进展的敌人变成抑制肿瘤发展的朋友ꎮTAMs靶向策略本身以及其与其他疗法协同使用都有益于癌症的治疗[4]ꎮ参考文献:[1]㊀EPELMANSꎬLAVINEKJꎬRANDOLPHGJ.Originandfunctionsoftissuemacrophages[J].Immunityꎬ2014ꎬ41(1):21-35.[2]DENARDODGꎬRUFFELLB.Macrophagesasregulatorsoftumourimmunityandimmunotherapy[J].NatRevIm ̄munolꎬ2019ꎬ19(6):369-382.[3]VITALEIꎬMANICGꎬCOUSSENSLMꎬetal.MacrophagesandMetabolismintheTumorMicroenvironment[J].CellMetabꎬ2019ꎬ30(1):36-50.[4]LIXꎬLIURꎬSUXꎬetal.Harnessingtumor-associatedmacrophagesasaidsforcancerimmunotherapy[J].MolCancerꎬ2019ꎬ18(1):177.[5]SHAPOURI-MOGHADDAMAꎬMOHAMMADIANSꎬVAZINIHꎬetal.Macrophageplasticityꎬpolarizationꎬandfunctioninhealthanddisease[J].JCellPhysiolꎬ2018ꎬ233(9):6425-6440.[6]TARIQUEAAꎬLOGANJꎬTHOMASEꎬetal.Phenotypicꎬfunctionalꎬandplasticityfeaturesofclassicalandalterna 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siRNA在癌症治疗中的应用
siRNA在癌症治疗中的应用随着科技的不断发展和进步,人们的医疗水平也在不断提高。
癌症是一种与年龄和各种因素有关的疾病,如果不及时治疗,将会给患者的身体健康造成极大的危害。
然而,传统治疗方法如放疗和化疗虽然能够起到一定的作用,但副作用也很大,因此寻找更加安全有效的治疗方法就显得尤为重要。
借助RNA干扰技术,siRNA在癌症治疗中得到了广泛的应用。
RNA干扰机制RNA干扰技术是指通过RNA分子基因沉默,达到抑制亚细胞定位、基因表达、蛋白质合成和信号传导等过程的目的。
RNA干扰技术被广泛认可为是一种快捷有效、可精确控制的基因工程技术,具有靶向和高效性等优点。
RNA干扰技术分为siRNA和miRNA两种,它们的干扰机制类似,都是在转录后阶段介入mRNA的降解过程,从而抑制特定基因的表达。
siRNA与mRNA互补配对,形成RNA-protein复合物,复合物接着被RNase Dicer切割为21到23糖苷化寡核苷酸。
其中的其中链成为成熟的siRNA,通过siRNA-RNA-激酶调节和RNA-诱导型启动子效应抑制目标基因的表达。
siRNA能够有效进入人体细胞,能够局部治疗,对非特异性外头空气侵样的感受敏感,便于对其中毒死细胞相的全面短期研究。
研究当中更加重要的是,其具备对所有基因进行探究的高通量性,可以一次扫视全观全文本。
此外,siRNA具备了高达八十四天的剂量依赖性效果,能很好的解决基因靶向性问题,以及对暴露于细胞外环境条件下容易发生稳定。
癌症是一类细胞异常增生和失去正常生长调控的疾病,只有时机早、发病率高及生存期长的少数类型能够通过手术切除根治。
传统化疗和放疗虽然能一定程度上抑制癌细胞的生长,但难以彻底消除癌细胞并会对患者身体造成严重的副作用,因此急需寻找更加安全有效的治疗方法。
siRNA作为新型分子网络抑制剂,具有潜在的治疗癌症和其他疾病的潜在应用,包括基因底物转运蛋白、信号通路分子、转录因子、非编码RNA和伪基因等。
(策略篇)S5E56:大名鼎鼎的Rescue挽救实验,是个什么鬼?
(策略篇)S5E56:大名鼎鼎的Rescue挽救实验,是个什么鬼?前两天在看朋友发过来的专家反馈意见的时候看到了一条建议:需设计严谨的“挽救(rescue)”实验,看来大家对挽救实验的理解还是有些模糊的,今天小张就说一说对挽救实验的一点理解。
1根据挽救的现象,我们把Rescue实验分为表型挽救和机制挽救。
表型挽救是说A技术回复了B技术所造成的表型,比如X基因的过表达回复了X基因的干扰所造成的表型,这里说的表型比如细胞增殖表型、周期、自噬等等;机制挽救是说A技术回复了B技术所造成的下游分子表达、活性或者定位,比如X基因的过表达回复了X基因的干扰所造成Y基因的上调,P通路的激活,或者Z分子的定位。
关于机制研究的三种模式,大家可看文章(策略篇)三分天下:分子机制研究的三种模式。
2根据要解决的问题,我们把Rescue实验分为分为单因素挽救和多因素挽救。
单因素挽救是指围绕单一因素展开的A技术和B技术的回复,X 基因的过表达回复了X基因的干扰所造成的表型和表达调控,就是围绕X基因所展开的表达层次的回复。
广义来说,这里的单因素除了基因外,还可以是信号通路(比如通过对TGF-β通路进行激活和抑制挽救细胞纤维化的表型)、表型(比如通过促进和抑制细胞自噬研究自噬对肿瘤的影响)、菌群(比如通过菌群移植挽救菌群缺失造成的IBD),甚至是药物。
多因素挽救就复杂一些了,我们以两因素为例,比如为了证明M 分子通过调控N分子的表达影响细胞增殖,就可以通过干预M分子挽救N分子干预所造成的细胞增殖能力变化来证明。
多因素挽救实验是研究分子间调控关系常做的实验之一。
黑箱中的“自挽救”和“旁挽救”我们粗略总结下就是:利用对某个(些)因素的已知干预手段(加法和减法)来研究某个(些)因素对下游结果的影响。
我们在包括单因素和多因素的黑箱中研究因素之间的“因果报应”,有点像犯罪后判刑,表现好减刑的意思。
上面是理论,下面我们举例看Rescue实验在课题设计中的应用。
2024届重庆市模拟预测生物试题
重庆八中高2024届高三下学期强化考试 (一)生物试题一、选择题:本题共15小题,每小题3分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.人体血浆中蛋白质种类多,含量约占7%~9%。
下列关于血浆蛋白功能的叙述,错误的是A.运输氧气B.传递信息C.防御病菌 D 调节渗透压2.下图展示了生物体内与ATP 有关的部分反应,相关描述正确的是A.ATP 水解掉两个磷酸基团后成为腺苷,是组成RNA的基本单位之一B.过程②⑥为ATP 的水解,在细胞内通常与放能反应相联系C.叶肉细胞内③的速率大于④的速率时,植物体的干重不一定增加D.一片处于稳定状态的森林中,过程①同化的能量与过程⑥释放的能量基本相等3.染色体数目不稳定是肿瘤标志性特征之一。
为探究KLF14基因在肿瘤形成中的作用,科学家检测了正常小鼠和KLF14基困敲除小鼠体内不同染色体数的细胞占有丝分裂细胞的比例,结果如图所示。
下列说法错误的是A. KLF14基因对肿瘤形成起促进作用B.正常小鼠的一个染色体组包含 20条染色体C.KLF14基因缺失可能会引起染色体不均等进入子细胞D. KLF14基因表达蛋白可能参与检测和纠正细胞中的DNA异常4.为研究药物二甲双胍对人胰腺癌细胞增殖的影响,科研人员用不同浓度二甲双胍处理胰腺癌细胞48小时,测定并统计得到图1所示结果。
基因P 是一种新发现的抑癌基因。
科研人员进一步测定,用不同浓度二甲双胍处理的胰腺癌细胞中基因P的表达量,结果见图2。
下列说法错误的是A.实验室用培养瓶培养癌细胞不会出现接触抑制B.图1所示的实验中,自变量为是否加入二甲双胍及二甲双胍的浓度C. 据图1分析,8.0mmol二甲双胍处理胰腺癌细胞,可抑制DNA 的复制D.据图2推测,二甲双胍能促进基因P的表达,从而抑制胰腺癌细胞的生长5. RNA介导的基因沉默即RNA干扰(RNAi) 是表观遗传学的研究热点。
RNAi主要是对 mRNA进行干扰, 起作用的有miRNA 和siRNA。
半边旗中二萜类化合物5F诱导胰腺癌细胞凋亡机制的探讨
半边旗中二萜类化合物5F诱导胰腺癌细胞凋亡机制的探讨摘要】目的观察研究半边旗中二萜类化合物5F(1la-羟基-15-氧-16-烯-ent贝壳杉烷-19酸)诱导人胰腺癌细胞株PC-3 凋亡的效果及其机制。
方法在体外培养的胰腺癌细胞株PC-3中加入8.875umol/L,37.5umol/L,142umol/L浓度的5F孵育24h,RT-PCR分析各组细胞中mRNA-PUMA表达, MTT检测细胞相对存活率,流式细胞仪检测细胞凋亡。
利用Lipofectamine?2000将人类siRNA-PUMA转染导入胰腺癌细胞PC-3中抑制PUMA的表达后,观察转染96h后的细胞株PC-3在上述浓度的5F的作用下各组细胞中mRNA-PUMA的表达、细胞凋亡以及细胞生长的变化。
结果在5F作用下,细胞mRNA-PUMA表达提高,细胞存活率随着药物浓度的提高明显降低,细胞凋亡率随着药物浓度的提高而明显提高,且呈量效关系;转染siRNA-PUMA后的细胞在5F作用下,细胞中mRNA-PUMA未见明显表达,细胞存活率和凋亡率与对照组比无显著性改变。
结论 5F可能通过上调PUMA基因表达而促进肿瘤细胞凋亡,抑制肿瘤生长。
【关键词】胰腺癌半边旗二萜类 PUMA基因转染凋亡半边旗(pteris semipinnata L., L,5F),别名凤凰尾巴草、半凤尾草、半边梳、甘草蕨等,是凤尾蕨科风尾蕨属植物,产于四川及长江以南各省区,具有疏解风寒、化湿消肿、清热解毒的功效。
近来研究发现,半边旗有效成分有很强的抗肿瘤作用[1-3].本文通过5F诱导胰腺癌细胞的凋亡,观察5F对PUMA表达及对胰腺癌细胞的生长抑制影响,探讨半边旗有效成分抗肿瘤的可能机制。
一、材料与方法1.主要材料:PUMA/siRNA (h) (Santa Cruz), Lipofectamine? 2000 ( Invitrogen),噻唑蓝(MTT,Sigma),膜联蛋白V-异硫氰酸荧光素(FITC)凋亡检测试剂盒(美国Roche公司),RT-PCR试剂盒,PCR 产物回收试剂盒(北京中山),细胞总RNA提取试剂盒(Promega),胰腺癌细胞系PC-3 (中科院上海细胞所),RPMI-1640培养基(Hyclon公司);小牛血清(三利公司),Taq酶、DNA连接酶SolutionI、T4DNA连接酶、蛋白酶K、RNA酶 (上海华舜),其他试剂为国产分析纯。
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Slug-siRNA转染对胰腺癌细胞生长的影响崔海宁张克君* 吴幸王正文海南医学院附属医院普外科517001[摘要] 目的研究Slug基因沉默后对体内胰腺癌细胞增殖、凋亡的影响方法构建靶向抑制Slug 的siRNA表达载体,瞬时转染CaPan-2细胞。
免疫组织化学、RT-PCR和Western blot法检测细胞Slug表达的变化,MTT检测细胞增殖,Annexin V-FITC/PI、Hoechst33258和PI双染色染色了解细胞凋亡的变化。
结果:成功构建了pGenesil-1-Slug-siRNA(pSlug-siRNA)和pGenesil-1-Neg-siRNA (pNeg-siRNA)表达质粒;质粒瞬时转染胰腺癌CaPan-2细胞72h后,细胞内Slug表达受到明显抑制。
Slug-siRNA细胞的生长受到抑制,并且细胞凋亡率明显增加结论:Slug-siRNA抑制Slug表达后可以在体外促进CaPan-2细胞凋亡并抑制细胞的增殖。
关键词:Slug;小干扰RNA;瞬时转染;增殖;凋亡;胰腺肿瘤;CaPan-2Slug是转录因子家族中编码锌指蛋白的基因,是PUMA基因的强烈抑制剂【1-2】。
本文旨在研究Slug基因沉默后对胰腺癌细胞的增殖和凋亡的影响,探讨胰腺癌基因治疗的新靶点。
材料和方法1 材料和试剂:人胰腺癌细胞株PaCan-2购自上海细胞所、pGenesil-1质粒购自Austin,USA、感受态大肠杆菌DH5α购自武汉晶赛生物工程技术公司、限制性核酸内切酶BamHⅠ、HindⅢ、T4连接酶为Promega公司产品、LipofectamineTM2000为Invitrogen公司产品、四甲基偶氮唑蓝(MTT)为sigma公司产品、BCA蛋白浓度测定试剂盒及敏感曝光试剂盒为Pierce公司产品;Slug多克隆抗体及G3PDH抗体为Santa Cruz公司产品、山羊抗小鼠辣根过氧化物酶标记二抗为北京中山公司产品。
凝胶回收试剂盒和小量质粒提取试剂盒购自宁波中鼎公司;siRNA的转录模板由上海生工合成,合成的序列分别为Slug-siRNA (GenBank accession no. AK223368, 目的片段作用于Slug编码区的523-541位,下划线表示19bp) sense:5-GATCCGACTACAGTCCAAGCTTTCTTCAAGACGTTGATGTCAGGTTCGAAAGTTTTTGAATTCA-3antisen se:3-CTAGGCTGATGTCCAGGTTCGAAAGAAGTTCTGCAACTACAGTCCAAGCTTTCAAAAACTTAAGT-5;Nega tive-siRNA:( 与人类编码基因序列无同源性的碱基序列,使用BLAST方法排除):sense: 5-GATCCCAGACTTGAAACCCGTTTcTTCAAGACGcTAGTgTCGGATTAAACGGTTTTTGAATTCA -3;antisense:3-GATAGGTTGGACTTGTTTCTAAGTTCTGCACATCCCATGGGCAATTTGAAAAACAGCTGTG CGA-5;2 质粒的构建:合成的siRNA转录模板长度为64bp,在序列中间为加入9个茎环序列分隔的正反向靶序列,尾端插入5个TTTTT作为终止序列,上游和下游分别加了BamHⅠ、HindⅢ酶切位点,pGenesil-1质粒经BamHⅠ、HindⅢ酶切后与合成的表达模板DNA片段用T4DNA 连接酶连接(16O°C,8h) ,转化DH5α菌株,涂卡那霉素琼脂平板,挑选阳性克隆,扩增并提取质粒,用BamHⅠ、HindⅢ双酶切鉴定,酶切鉴定正确的克隆送上海英骏生物公司测序,测序正确后大量提取质粒.方法1细胞培养:胰腺癌细胞CaPan-2购自中科院上海细胞所,细胞用含10%胎牛血清的RPMR1640培养基培养,细胞培养条件为37°C恒温,饱和湿度和5%CO2,每2-3天传代一次,指数生长的细胞为实验对象。
2 细胞瞬时转染:在6孔培养板中常规接种CaPan-2细胞,待细胞70-80%融合后,经LipofectamineTM2000介导质粒转染CaPan-2细胞72h(按试剂盒说明操作)。
3 Annexin V-FITC/PI 染色:收集三组细胞,每组设三个复孔。
用去离子水按1:4稀释结合缓冲液。
用4℃预冷的1×PBS 洗细胞2次,用250µl结合缓冲液重悬细胞,调节其浓度为1×106/ml。
取100µl的细胞悬液于5ml流式管中,加入5µl Annexin Ⅴ/FITC和10µl 20µg/ml的PI溶液。
混匀后于室温避光孵育15min。
在反应管中加入400µl PBS,混匀,流式细胞仪(FACS)分析,激发光波长用488nm,用一波长为515nm的通带滤器检测FITC荧光,另一波长大于560nm的滤器检测PI。
4 MTT测定:取对数生长期的三组细胞用0.25%Trypsin-EDTA消化成单细胞悬液接种于96孔培养板,104细胞/孔,每孔加入200µl含10%FBS的高糖DMEM液,分别培养0,12,24,36,48,72h,每组设3个复孔。
在每个时间点加入5mg/ml的MTT液(20µl/孔),继续培养4h,培养条件同上。
吸出孔内培养液后,加入DMSO液(150µl/孔),将培养板置于微孔板扳荡器上振荡10min,使结晶物充分溶解,酶标仪检测各孔A570值,绘制连续5d的细胞生长曲线。
实验重复3次,结果用x±s表示。
5 Hoechst33258和PI染色:Hoechst 33342可以穿透细胞膜,染色后凋亡细胞荧光会比正常细胞明显增强。
PI不能穿透细胞膜,对于具有完整细胞膜的正常细胞或凋亡细胞不能染色。
而对于坏死细胞,其细胞膜的完整性丧失,PI可以染色坏死细胞。
上述两种染料双染后,使用荧光显微镜观察,正常细胞为弱红色荧光+弱蓝色荧光,凋亡细胞为弱红色荧光+强蓝色荧光,坏死细胞为强红色荧光+强蓝色荧光。
三组细胞接种于6孔板中,72h取出玻片,用1×PBS洗一次。
加入细胞染色缓冲液。
加入5µl Hoechst染色液。
加入5µl PI染色液。
混匀,4℃孵育30min。
PBS洗涤一次。
避光干燥后在荧光显微镜下检测红色和蓝色荧光。
6 免疫组化检测:将盖玻片加入6孔板中, 3组细胞分别铺板到6孔板中培养72h。
1×PBS洗涤1次, 10%中性福尔马林4℃固定过夜。
次日,吸去固定液,取出玻片,晾干备用。
30%H2O2 1份+甲醇50份混合,室温浸泡30min,以灭活内源性过氧化物酶,蒸馏水洗3次。
后续步骤参考说明书。
7 Western Blot检测蛋白的表达:按说明书方法进行操作,提取细胞总蛋白进行Western Blot 检测: SDS-PAGE分离胶浓度为12%,积层胶浓度为5%,上样量为15μg.L-1 ;SDS电泳:恒流,每块板20~40mA,电泳时间约2 h;转膜:恒流,每张膜42mA,时间: 3.5 h。
8 RT-PCR :按TRizol试剂盒( Invitrogen公司)说明书操作提取不同组细胞总RNA,取1μg RNA 模按RT试剂盒(Takara公司)说明书反转录得到cDNA。
引物序列:Slug(414bp): R:5'- CGTCACGACGGGTCAGAT-3',F:5’- ATCTGACCCGTCGTGACG -3’反应条件:50℃30分钟, 94℃2分钟, 94℃30秒, 55℃30秒,72℃1分钟, 72℃延伸7分钟,28循环。
以上引物由赛百盛公司合成。
取5μL 反应产物在含EB的1.5%琼脂糖凝胶上电泳,用SYNGENE型凝胶成像系统照像,以目的基因条带和内参G3PDH条带扫描峰下面积之比作为目的基因的相对表达量。
试验重复3次,数据以x ±s表示。
结果1 Slug-siRNA抑制Slug基因和蛋白表达:Slug检测发现,CaPan-2/pSlug-siRNA细胞内Slug蛋白和Slug-mRNA表达已被显著抑制,而CaPan-2/pNeg-siRNA细胞内Slug蛋白和Slug-mRNA 表达无明显变化,提示Slug-siRNA抑制了细胞内Slug的表达。
2 MTT检测: PaCan-2/pSlug-siRNA和PaCan-2/pNeg-siRNA两组细胞生长能力差异无统计学意义(P>0.05)。
而实验组细胞的生长能力较低,细胞增殖明显滞后于前两组细胞,差异有统计学意义(P<0.05)。
3 Annexin V-FITC/PI 检测FCM显示转染72h后,PaCan-2/pSlug-siRNA和PaCan-2/pNeg-siRNA细胞的凋亡率均较低,差异无统计学意义(P>0.05)。
Slug-siRNA组细胞的凋亡率明显增高,与其他两组组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。
5 Hoechst33258和PI双染色检测细胞凋亡:荧光显微镜下,对照组和CaPan-2/pNeg-siRNA组细胞主要表现为弱红色荧光+弱蓝色荧光,两种荧光在强度和比例上无明显差别。
CaPan-2/pSlug-siRNA组细胞主要为蓝色容光,说明细胞的凋亡现象明显。
讨论PUMA是2001年发现的bcl-2家族BH-3亚家族中的成员,是p53介导的下游促凋亡基因,PUMA活化后,导致下游的bax活化,细胞色素C释放和caspase反应,最终导致细胞凋亡[3-5]。
Slug是转录因子家族中编码锌指蛋白的基因,最初发现它与细胞的生存活力有关[6],后来发现与促癌转移有关[7-8]。
最近研究发现[1-2,9-10],Slug是PUMA的强烈抑制剂,Slug通过抑制PUMA表达而对细胞凋亡起阻碍作用,而抑制Slug表达后可解除Slug对PUMA表达的抑制,发挥了PUMA的促凋亡作应。
本研究利用RNA干扰技术探讨了Slug沉默后对胰腺癌CaPan-2细胞凋亡和增殖的影响。
实验发现Slug-siRNA转染沉默Slug后,细胞内Slug的蛋白和基因表达几乎完全被抑制,同时伴随着细胞增殖能力下降,细胞凋亡率的明显提高,说明Slug沉默有效地抑制体外胰腺癌细胞生长。
转染了阴性对照质粒的细胞与正常细胞相比Slug蛋白的抑制及体内外增殖和凋亡方面均无明显差异,说明该质粒可以安全有效地应用。
本研究初步证明了利用RNA干扰技术针对Slug靶点能抑制胰腺癌细胞的体外生长,为胰腺癌的基因治疗提供了一个新的切入点。