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编号:10288986
Flt3配体抗肿瘤作用研究进展
http://www.100md.com 《中国肿瘤生物治疗杂志》 2000年第3期
     作者:许志祥 张学光 胡华成

    单位:许志祥 张学光 胡华成(苏州医学院免疫研究室 苏州 215007)

    关键词:Flt3配体;树突状细胞;自然杀伤细胞;抗肿瘤

    中国肿瘤生物治疗杂志000325 摘 要 Flt3配体(FL)是一种能够刺激早期造血的细胞因子。FL可促进体内树突状细胞、自然杀伤细胞、细胞毒T淋巴细胞的增殖、分化和成熟,从而具有重要的抗肿瘤免疫治疗作用。对乳腺癌、纤维母细胞肉瘤、肝癌、淋巴瘤等肿瘤的体内、外实验亦证实FL对肿瘤生长的抑制作用。本文就FL的主要生物学特性、抗肿瘤作用机制及其在体应用研究近况作一综述。

    《中国图书资料分类法》分类号 R730.5

    Flt3配体(Flt3 ligand, FL)是一种新近发现的、能够刺激早期造血的细胞因子。FL调节造血干/祖细胞的增殖和分化,可与多种细胞因子协同,提高造血功能。最近的研究发现,FL可促进树突状细胞(DC)、自然杀伤(NK)细胞、细胞毒T淋巴细胞(CTL)的增殖、分化和成熟,从而具有重要的抗肿瘤作用。对乳腺癌、纤维母细胞肉瘤、肝癌、淋巴瘤等肿瘤的体内、外实验亦证实FL对肿瘤生长有抑制作用。
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    1 FL的主要生物学特性

    FL为一种膜蛋白,是酪氨酸激酶受体3(Flt3)的配体。与SCF,M-CSF有同源性。人FL基因位于19 q13.3~13.4,含有8个外显子。人FL蛋白含有235个氨基酸,由信号肽区、胞外区、跨膜区及胞内区组成。鼠和人FL蛋白具有两个N端糖基化位点。在氨基酸水平,鼠和人FL蛋白有72%的一致性。人和鼠FL的生物学活性无种族特异性[1]

    FL促进造血干/祖细胞发育,提高造血干/祖细胞在胸腺和外周血中形成T淋巴细胞和B淋巴细胞的能力。FL和TPO联用可促进长期培养的人CD34+脐血细胞产生巨核细胞祖细胞。FL单独或与G-CSF, M-CSF,GM-CSF,IL-3,IL-6等其它细胞因子合用,可刺激粒-巨噬细胞集落、粒细胞集落或巨噬细胞集落的形成,增加外周血中粒细胞、单核细胞和嗜碱性粒细胞的含量,并将这种作用保持较长的时间。
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    研究发现,长期培养原代细胞 (long-term culture-initiating cells, LTC-IC)可表达FL和Flt3,FL和Flt3的相互作用可增强这些细胞的生长和分化。针对Flt3 的反义寡核苷酸几乎可完全阻滞人LTC-IC在BM基质培养中形成成熟髓质祖细胞。FL体外扩增造血干/祖细胞的作用,对肿瘤患者放、化疗后骨髓抑制的治疗,具有重要的应用价值[2]

    2 FL抗肿瘤作用机制

    荷瘤动物在给予FL后,肿瘤细胞生长缓慢或中止,肿瘤病灶缩小甚至消失。与IL-2,IL-12等细胞因子合用,FL的抗肿瘤作用加强。

    2.1 DC作用

    DC是体内重要的抗原递呈细胞,能够将外界抗原或自身变异的抗原摄取加工,与其自身的MHC形成复合物,递呈给T细胞,激活相应的免疫细胞,特异性地发挥免疫监视作用,在抗肿瘤免疫中起重要作用。体外实验已经证实,FL能促进骨髓、脐血来源的CD34+造血干细胞向DC分化,增强GM-CSF,TNF-α,IL-4诱导产生的DC扩增,使DC的数量增加1倍以上[3]。体内实验亦发现,FL应用后,小鼠脾脏、骨髓、淋巴结、肝脏中DC呈时间依赖性增加。将脾脏和骨髓的单个核细胞用GM-CSF,IL-4在体外培养,可获得大量活化的DC[4]。因此,有人认为,FL的抗肿瘤作用,可能主要是通过增加体内DC来实现的[5]
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    FL不仅能增加DC的数量,而且可使DC的功能趋向成熟,使后者具有更强的抗原递呈和抗肿瘤作用。仅有GM-CSF诱导的骨髓衍生的DC抗原递呈能力弱,但经FL,CD40L和TNF-α等诱导扩增的DC形态呈典型的树突状,内吞抗原的能力加强,促进DC迁移至局部淋巴结和分泌IL-12,同时细胞表面上调性表达DC分化抗原,对T细胞的刺激作用加强。对不易引起免疫反应的低免疫原性的鳞状细胞癌细胞KLN205的激发具有明显的免疫保护和免疫治疗作用。FL与共刺激因子CD40L合用,可增强DC对肿瘤抗原的负载、递呈能力[6]

    2.2 NK细胞的作用

    NK细胞是体内抗肿瘤、抗病毒的重要效应细胞之一。NK细胞的活化受一系列细胞因子的调节。给小鼠每天腹腔注射FL,可使骨髓、胸腺、外周血、脾脏、肝脏等不同组织中NK细胞的绝对数明显增加,为对照组的2~39倍。成熟NK细胞的细胞毒活性增强,并呈时间、剂量依赖性关系。FL对IL-2诱导的NK细胞活化、增殖、产生LAK细胞以及形成活化的黏附NK细胞等作用均具有协同作用。FL的这种作用,可能是选择性地诱导NK祖细胞(pro-NK)的扩增所致,表明应用FL或合用IL-2,可明显增强NK细胞的数量和活性,对抗肿瘤、抗病毒有十分重要的作用[7]
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    Perond研究亦证实,FL显著降低肝转移癌的数目,使肿瘤周围淋巴细胞、DC浸润,肿瘤细胞的凋亡增加。若体内NK细胞丢失,则FL的抗肿瘤作用明显降低,证实NK细胞是FL抗肿瘤作用的重要效应细胞[8]

    2.3 CTL的作用

    FL对T细胞的作用是多方面的。FL促进骨髓、脐血、造血动员的外周血中CD34+的造血干/祖细胞增殖、分化,促进T祖细胞的生长、成熟,促进胸腺中前胸腺细胞形成T淋巴细胞。FL和基质细胞衍生的因子(SDF)协同作用,促进早期CD34+Lin-DR-骨髓细胞表达CD3γ,CD3δ,CD3ζ,RAG-2基因,表明FL为早期T淋巴细胞分化提供必须的信号[9]。另一方面,FL通过促进DC的分化、成熟,激活相应的CTL,启动针对肿瘤细胞免疫应答。据报道,FL单独应用,可以使大约25%的转移肿瘤得到排斥,若与T细胞表面的共刺激因子CD40L合用,则可使62%的移植肿瘤受到排斥。另外,FL促进成熟DC分泌IL-12,活化T淋巴细胞。对鼠肿瘤病灶及其周围组织的免疫组化分析亦发现,FL处理后,肿瘤组织内淋巴细胞、DC浸润,CD4+,CD8+ T细胞数明显多于对照组动物[8]
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    3 FL抗肿瘤作用实验及临床应用研究近况

    3.1 乳腺癌

    Chen等[10]先后采用腹腔注射重组FL和逆转录病毒介导的FL基因转染的方法观察FL对乳腺癌细胞C3L5的体内、外作用。给小鼠腹腔注射FL 500 μg.kg-1.d-1×10 d,80%动物移植的肿瘤细胞不能生长。在停用FL后4周,再用肿瘤细胞攻击动物,原先未发生肿瘤的动物均发生了肿瘤,提示注射可溶性FL具有明显的抗肿瘤作用,但这种作用较为短暂。随后,Chen等又用含有人或鼠FL基因的逆转录病毒转染C3L5乳腺癌细胞,这些被转染的细胞体外生长或MHC表达不受影响,但其体内致瘤性降至0%~10%,而同时用IL-2基因转染的肿瘤细胞,其致瘤性为52%,不含有目的基因的空载体转染后,致瘤性为85%,提示以FL为目的基因的基因治疗明显优于IL-2和空载体。与应用可溶性的FL直接注射不同,以FL作为目的基因的抗肿瘤疫苗治疗,具有更为持久的抗肿瘤作用,有效率达60%~70%。
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    3.2 纤维母细胞瘤

    用甲胆蒽诱导动物产生纤维母细胞肉瘤,肿瘤形成后给予FL。结果发现,在肿瘤形成的1~7 d内应用FL,均可以使肿瘤完全缓解,未消退的肿瘤生长明显变慢。组织病理学检查示,应用FL后,肿瘤及其周围组织高密度的单个核细胞的浸润,且这种反应与肿瘤缓解和消退的程度呈正相关[11]

    3.3 肝脏肿瘤

    实验发现,体内应用FL后,肝实质中DC数增加1倍以上,NK细胞增加15~39倍,肝脏NK细胞的增加明显较骨髓、胸腺、外周血明显[7]。Peron的实验发现,FL使肝脏转移瘤的数目减少2/3以上,若与IL-12合用,其抗肿瘤作用更强。免疫组织化学显示,肝实质和肝转移灶中DC增加,CD4+,CD8+T浸润,肿瘤细胞凋亡增加[8]
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    3.4 其他肿瘤

    Hubert等[12]用FL+GM-CSF+IL-4扩增乳头瘤病毒相关的子宫、盆腔肿瘤(或癌前病灶)患者的DC,结果该组合扩增的DC较不含FL的常规方法增加26%, DC的功能成熟,刺激同种异体T细胞的增殖反应(MLR)亦较强,提示FL可大规模扩增DC,用于此类患者的免疫治疗。Esche等[13]观察FL对鼠黑色素瘤和淋巴瘤的作用,结果应用FL后,所有动物的肿瘤生长均受到了抑制,在B16黑色素瘤和EL-4淋巴瘤的组织中,均见到DC的聚集。

    总之,FL是一种重要的抗肿瘤细胞因子,其通过促进体内DC、NK细胞、CTL的生长分化、功能成熟而发挥抗肿瘤免疫治疗作用。其与IL-2、IL-12、可溶性CD40L的协同作用,使其抗肿瘤作用得到进一步增加。

    本课题受国防科工委(Y5573162)和国际原子能机构(IAEA)(CRP/9/025)资助.
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    参 考 文 献

    1,Lyman SD, James L, Bos TV, et al. Molecular of a ligand for the Flt3/flk-2 tyrosine kinase receptor: A proliferative factor for primitive hematopoietic cells. Cell, 1993, 75: 1157

    2,Sakabe H, Kimura T, Zeng ZZ, et al. Haematopoietic action of Flt3 ligand on cord blood-derived CD34-positive cells expressing different levels of Flt3 or c-kit tyrosine kinase receptor: Comparison with stem cell factor. Eur J Haematol, 1998, 60: 297
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    3,Bello-Fernandez C, Matyash M, Strobl H, et al. Efficient retrovirus-mediated gene transfer of dendritic cells generated from CD34+ cord blood cells under serum-free conditions. Hum Gene Ther, 1997, 8: 1651

    4,Shurin MR, Pandharipande PP, Zorina TD, et al. Flt3 ligand induces the generation of functionally active dendritic cells in mice. Cell Immunol, 1997, 179: 174

    5,Lyman SD. Biologic effects and potential clinical applications of Flt3 ligand. Curr Opin Hematol, 1998, 5: 192
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    6,Labeur MS, Roters B, Pers B, et al. Generation of tumor immunity by bone marrow-derived dendritic cells correlates with dendritic cell maturation stage. J Immunol, 1999, 162: 168

    7,Shaw SG, Maung AA, Steptoe RJ, et al. Expansion of functional NK cells in multiple tissue compartments of mice treated with Flt3-ligand: Implications for anti-cancer and anti-viral therapy. J Immunol, 1998, 161: 2817

    8,Peron JM, Esche C, Subbotin VM, et al. Flt3-ligand administration inhibits liver metastases: Role of NK cells. J Immunol, 1998, 161: 6164
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    9,Gaffney PM, Lund J, Miller JS. Flt-3 ligand and marrow stroma-derived factors promote CD3gamma, CD3delta, CD3zeta, and RAG-2 gene expression in primary human CD34+LIN-DR- marrow progenitors. Blood, 1998, 91: 1662

    10,Chen K, Braun S, Lyman S, et al. Antitumor activity and immunotherapeutic properties of Flt3-ligand in a murine breast cancer model. Cancer Res, 1997, 57: 3511

    11,Lynch DH. Induction of dendritic cells (DC) by Flt3 Ligand (FL) promotes the generation of tumor-specific immune responses in vivo. Crit Rev Immunol, 1998, 18: 99
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    12,Hubert P, Greimers R, Franzen-Detrooz E, et al. In vitro propagated dendritic cells from patients with human papilloma virus-associated preeneoplastic lesions of the uterine cervix: Use of Flt3 ligand. Cancer Immunol Immunother, 1998, 47: 81

    13,Esche C, Subbotin VM, Maliszewski C, et al. Flt3 ligand administration inhibits tumor growth in murine melanoma and lymphoma. Cancer Res, 1998, 58: 380

    (1999-08-31收稿; 1999-11-22修回), 百拇医药