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圣裘德儿童研究医院的科学家做的一项研究已经确定,肿瘤是通过血液中的白细胞数量来增强或抑制免疫系统的抗病能力。该研究的相关结论发表在12月18日出版的Immunity杂志上,标志癌症免疫学的一个转折点,为开发更有效的免疫疗法提供了理论基础。
多年来,研究人员已经知道,与健康的人相比,癌症患者的一组特殊的白细胞更为丰富,我们称这种这特殊的白细胞为髓源抑制性细胞(MDSC)。这种细胞促进肿瘤生长和抑制T细胞发挥作用,这就对摧毁肿瘤细胞造成了巨大阻碍。MDSCs与骨髓细胞拥有共同的起源,但离开骨髓转移到全身后成为有不同的功能免疫细胞。其中,阻断T细胞发挥作用是MDSC的主要功能之一。
然而,直到现在,在不同细胞类型中区分和识别负责抑制抗肿瘤免疫的细胞类型,结果都不理想。这个难题已经阻碍了利用免疫系统抵抗疾病方面的研究进展。
该研究相关人员说,通过不断地实验和对癌小鼠模型的研究发现,免疫抑制与MDSCs紧密相关,MDSCs与一种被称为单核细胞的白细胞的作用从根本上一致。单核细胞使巨噬细胞的数量增多,巨噬细胞可以清理死亡或受损组织,进而说明该单核细胞可以对抗癌症和调节免疫反应。
“我们已经将这种单核细胞确定为重要的目标细胞,不仅在应用在癌症方面,也有可能用于治疗自身免疫性疾病,如类风湿性关节炎或炎性肠道疾病,在这些疾病中抑制免疫反应可以起到减轻病情的作用,”Peter Murray博士如是说,他是该研究的通讯作者,圣裘德儿童研究医院传染病和免疫学科的成员。“我们还发现了一些生长因子和其他重要分子,这些物质对单核细胞的生存和功能至关重要。锁定这些分子能够得出更精确的方法来控制对肿瘤免疫反应。”
“这项研究是理解、开发和优化免疫疗法,治疗癌症的一个非常重要的步骤,”他说。
Murray对MDSCs的兴趣产生于2008年,与其他圣裘德的研究者们的方向一致。他们先前的研究为本研究提供了对程序性细胞死亡通路的两种监管形式的深刻理解,我们通常称之为细胞程序性死亡和坏死性凋亡。细胞可以利用这些通路来清除那些损伤的、危险的或是不需要的细胞。
该研究的合作者Joseph Opferman博士,是圣裘德的细胞和分子生物学的研究员,他提供证据表明,通过应用细胞凋亡手段,屏蔽骨髓的MCL1基因导致粒细胞的死亡,但并不影响单核细胞。Douglas Green博士进行了接下来的研究,他是圣裘德儿童研究医院免疫学部主席,他强调了蛋白质FLIP是细胞程序性凋亡和坏死性凋亡的主要控制机构。选择性地消除老鼠身上的FLIP蛋白,将引起粒细胞的增多,单核细胞及其相关细胞的减少。
在该项研究中,研究人员有选择地消除MCL1或者FLIP来探究,粒细胞和单核细胞的损失对T细胞的影响机理,本研究在实验室进行,研究对象是神经母细胞瘤或患其他癌症的小鼠模型。结果表明,单核细胞主要负责抑制肿瘤周围的T细胞。科学家仍继续寻找粒细胞在肿瘤中的作用。
“我们几十年前就已经知道,癌症已经利用免疫系统从骨髓排出大量的成熟和不成熟的髓细胞,”Murray说。“与Opferman和Green实验室的合作,我们就有了一些可以用来区分细胞数量,并鉴定单核细胞作为细胞免疫疗法重要靶点的工具。”
本研究也提供了一些新的细节,例如FLIP,MCL1和MCL1的类似蛋白A1对保障MDSCs这种单核细胞数量的作用效果。例如,FLIP通过阻止细胞坏死性凋亡和程序性凋亡来阻止细胞正常死亡,但研究人员表示,单核细胞生存需要细胞凋亡途径的抑制。调查人员还发现了与A1产物相关的生长调节因子,MCL1的缺失可以通过阻断一条细胞死亡途径来阻止单核细胞的凋亡。