Cell子刊:“马拉松”跑出肿瘤免疫治疗效果
2016-06-23  |  BinDeBio

要说最近几年最火的生活大事和科学事件,我想有两件事大家肯定不陌生,一是马拉松比赛,二是肿瘤免疫治疗。前者,无论是欧洲、美洲还是亚洲等,无论是上海、北京还是广州等其他城市,无论是全马还是半马,无论是职业还是非职业选手等,都乐在其中,风靡程度可见一斑。后者,从早期的CIK等开始,到肿瘤单抗的产生与应用,再到无数资本青睐的CAR-T治疗等,可谓科学的宠儿,一时无二。如果我问你,二者有联系,你会怎么想?最近就有这么一篇论文发表在Cell子刊(Cell Metabolism,影响因子17),同时获得了Nature Reviews Cancer的点评推荐,讨论了其中的奥秘。


摘要

日常体育锻炼可以降低癌症发生率以及抑制其复发,已为人所熟知,但是这一现象的分子机制却一直不为人知。在本论文中,研究人员将荷瘤小鼠随机分组后,分别进行常规爬轮运动实验,在5组不同肿瘤模型中,均发现运动可以将肿瘤发生率下降至60%,并且可以显著抑制瘤体生长。通过基因芯片表达数据分析,运动主要提高了与免疫功能相关的信号。其中,瘤体内的NK细胞浸润程度在运动小鼠中明显增加。进一步的机制研究表明NK细胞的动员受到肾上腺素的调节,抑制该信号通路可以阻断运动抑癌的效果。此外,肾上腺素可以选择性动员IL6敏感型NK细胞,抑制IL6通路也可以降低运动抑癌的效果。综上,体育锻炼、肾上腺素、IL6和NK细胞的动员及分布共同决定了最终的抑癌效应。

背景介绍

长久以来就有那么一句话:"生命在于运动",其起源据说来自于希腊,但是从未考证过,既然是真理,大家基本都是遵循的,记得某个大学的运动场标语就是"文明其精神,野蛮其体魄",估计部分缘由也是出于此吧。然而,这句古老哲学的背后科学,却鲜有研究,尤其是在生命科学领域,虽然已有流调数据表明,体育锻炼可以增强体质,减少各种疾病的发生,包括肿瘤等,但是对于其中的机制研究几乎无从深入。来自于丹麦哥本哈根大学的免疫和代谢与物理运动研究联合中心的Pernille Hojman(2008独立建组)就是为数不多的、对此类研究感兴趣的研究者之一。

论文解析

首先,建立自己的实验体系,验证之前其他课题报道的现象,即运动是否可以抑制肿瘤产生及生长。这里采用了5种不同的肿瘤模型,运动试验为不同时间段的滚轮爬行,最后检测瘤体大小。结果表明:跑步(EX)确实可以抑制肿瘤产生及生长。



其次,收集不同实验组的肿瘤样本,直接进行最简单的基因芯片表达分析,结果表明与免疫相关的信号通路的基因被显著激活并上调表达。


再次,基于上述的芯片数据,在基因表达的基础之上,验证了细胞水平的结果。最先想到的就是检测瘤体内的免疫细胞的浸润程度(流式分析和免疫荧光染色),这里的实验结果表明NK细胞的浸润程度最高。


最后,根据上一步的实验结果,搜索已有的文献数据,表明运动可以提高肾上腺素和IL6的水平,为了验证这二者是否参与抑癌效果,采用相关小分子抑制剂处理,发现可以显著降低NK细胞的浸润,并导致运动产生的抑癌效果,从而建立简单的信号通路:运动à释放肾上腺素/IL6-à动员NK细胞à抑癌。


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