2010年前列腺癌的肿瘤树突状细胞(DC)疫苗取得历史性突破,为多种肿瘤的DC免疫治疗展现了前景。鉴于目前DC疫苗载荷的肿瘤抗原并未涉及肿瘤干细胞,靶向肿瘤干/祖细胞的DC免疫治疗途径值得探索。本项目拟利用胃癌肿瘤干细胞的代谢特点,分选 ALDH表达高、低或阴性的细胞群,结合CD133/CD44表达及细胞周期来区分肿瘤干细胞、祖细胞和终末肿瘤细胞。分别以该 "干性"不同的肿瘤细胞裂解物作为肿瘤抗原,制备自体DC疫苗并诱导特异性CTL细胞;进一步优化肿瘤ALDH+干细胞分离和特异性CTL细胞克隆与体外长期扩增技术,为规模化DC免疫治疗方案奠定技术基础;采用多种小鼠荷瘤模型和人鼠嵌合荷瘤模型,进行靶向肿瘤干细胞的DC免疫治疗的体内实验;在初步观察体内免疫治疗疗效基础上,深入分析DC细胞、CTL细胞体内迁移及与肿瘤细胞的识别活化和肿瘤免疫清除,为靶向肿瘤干细胞的DC免疫治疗机理提供理论依据。
cancer stem cells;cancer progenitor cells;ALDH;immunotherapy;
前列腺癌的肿瘤(dendritic cells,DC)疫苗取得历史性突破,为多种肿瘤的DC免疫治疗展现了前景。鉴于目前DC疫苗载荷的肿瘤抗原并未涉及消化道肿瘤干细胞,靶向消化道肿瘤干/祖细胞的DC免疫治疗途径值得探索。而考虑到乙醛脱氢酶(ALDH)在干细胞分化增殖过程中发挥着重要作用,其活性的高低可以反应出细胞的干性程度,因此极有可能是分选肿瘤干、祖细胞的有效方式。基于此,本课题组首先应用ALDH活性检测方法,在小鼠肝癌细胞系H22及小鼠胃癌细胞系MFC中筛选出ALDH高活性(ALDHhigh)、ALDH低活性(ALDHlow)、ALDH相对无活性(ALDHneg)三群细胞亚群。然后通过检测干细胞标记物在ALDH不同活性细胞亚群的表达情况,发现CD44+/CD133+在H22中随着ALDH活性的下降而表达下降,而CD133+在MFC中也具有同样的趋势,且PCR检测发现,干细胞相关基因OCT-4及SOX-2在该细胞群中也随着ALDH活性的下降而下降。随后通过体外成球实验发现,ALDHhigh的自我更新能力均高于ALDHlow。而在致瘤实验中,当成瘤条件相对宽松是,ALDHlow表现出更强的致瘤能力,但当进一步降低注射细胞的数量及延长观察时间后可以发现,ALDHhigh表现出更强的致瘤能力。这些结果表明,ALDHhigh及ALDHlow亚群分别符合相对静息状态而自我更新能力强的肿瘤干细胞特性及处于快速增殖阶段而自我更新能力弱的肿瘤祖细胞特性。考虑到肿瘤祖细胞可能是肿瘤细胞群中最为“活跃”的细胞亚群,因此有必要进一步了解其在肿瘤发展中的作用。通过小鼠腹水瘤模型我们发现,ALDHlow组小鼠生存期最短,而细胞周期检测也发现,在H22及MFC中ALDHlow细胞亚群S期比例最高。基于此,本课题组推断,制备荷载ALDHlow的DC疫苗并诱导成熟的细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic t lymphocyte,CTL)会取得更好的抑瘤效果。其结果也显示,DC-CTL可以不仅能明显提高小鼠体内免疫功能,同时靶向ALDHlow 的CTL抑瘤效果最强。上述的研究成果不但对肿瘤干细胞理论的完善提供了重要帮助,同时更为今后的肿瘤治疗开辟了新的方向。 此外。本课题组成功建立了外周血循环肿瘤细胞分选平台,并已成功分选出循环肿瘤细胞。为将来在外周血监测免疫治疗效果奠定了基础。