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雪胆素乙通过抑制M2型巨噬细胞极化抑制结肠癌的机制研究

申报人:李佳颖 申报日期:2025-03-04

基本情况

2025创新项目
雪胆素乙通过抑制M2型巨噬细胞极化抑制结肠癌的机制研究 学生申报
创新训练项目
医学
基础医学类
学生来源于教师科研项目选题
二年期
结肠癌是近年来消化道肿瘤发病率上升最快且最显著的一种恶性肿瘤,由于死亡率高,临床上缺乏有效的治疗方法,故进一步阐明结肠癌的发病机制,探索有效的治疗方法意义重大。最近的研究已经确定葫芦素作为有前途的抗癌分子,在免疫应答中具有广泛的通用性,是一类很有前途的抗癌药。雪胆素乙(Cucurbitacin Iib,CuIIb)是一种从雪胆属植物中分离获得的葫芦烷型四环三萜类化合物,广泛存在于大量的传统中药中,研究表明CuIIb对多种恶性肿瘤具有抗肿瘤活性,但其对结肠癌的作用及其分子机制尚不清楚。我们前期研究发现,在小鼠皮下接种MC38细胞(小鼠结肠癌细胞)诱导的结肠癌皮下瘤模型中,CuIIb可显著抑制肿瘤的生长,且显著减少了肿瘤中M2 型巨噬细胞的极化水平。因此本项目聚焦的科学问题是:CuIIb通过抑制M2型巨噬细胞的极化进而抑制结肠癌的生物学制。我们将系统研究CuIIb对结肠癌的生物学作用;CuIIb通过抑制M2型巨噬细胞极化抑制结肠癌的作用以及分子机制,以期为相关疾病的研究提供理论参考,为临床治疗提供新的思路、方法和可能的治疗靶点。
本人大一便进入实验室学习实验技术,通过对医学免疫学、生物化学与分子生物学、病理生理学等学科的理论学习以及自身细心严谨的科研态度,目前已掌握了许多实验技术及原理,可独立操作基本的免疫学实验技术。负责人曾在 2023-2024 学年参与大学生创新创业计划项目“Mogroside V 通过调控M1型巨噬细胞极化抑制Con A诱导的急性肝损伤模型的作用机制研究”,并且辅助实验进行。同时本人还具备良好的文献查阅与数据分析能力、对本次项目的实验原理和安排有深入的了解,对后续的实验有较强的开展能力。
1. 国家自然科学基金青年项目:银屑病中IL-35蛋白通过IL 10/STAT3调控巨噬细胞的机制研究,2019.01-2021.12,21 万,主持,结题
2. 山东省自然科学基金重点项目:白介素35参与银屑病发生发展的机制研究,202.01-2023.12.31,30万,主持,结题中
3. 济宁医学院贺林院士新医学临床转化工作站科研基金重点项目,IL-28A通过调控M1型巨噬细胞的极化加重急性肝损伤的机制研究,2023.01-2025.12,20万,主持,在研
4. 山东省自然科学基金博士项目:IL-35蛋白在银屑病中通过IL10/STAT3调控巨噬细胞的机制研究,2017.08-2019.12,10 万,主持,结题
5. 国家级大学生创新创业训练项目:IL-35蛋白通过IL-6调控银屑病中MDSC的机制研究,2019.08-2021.04,1万,指导教师,结题 
指导教师所在的实验室为济宁医学院“泰山学者”海外特聘专家熊化保教授实验室,依托于山东省教育厅批准成立的免疫学和分子医学研究所,具有分子和细胞生物学研究必备的仪器和设备:细胞培养间、SPF级动物房、流式细胞仪、激光共聚焦显微镜、PCR仪、电泳仪、酶标仪、低温高速离心机、超低温冰箱以及SPF级动物实验室等,具备承担和完成本项目的实验条件。同时,指导教师为本项提供研究思路、经费支持。
校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
李佳颖 护理学院 护理学(四年制本) 2023 实验操作、数据分析
赵雨萱 医学影像与检验学院 医学影像学(本科) 2022 数据收集
赵洪如 临床医学院(附属医院) 临床医学(本科-临床医学院) 2022 动物模型建立
杨昱淇 临床医学院(附属医院) 临床医学(本科) 2024 收集材料,文献整理
季涵宇 临床医学院(附属医院) 临床医学(本科) 2023 数据整理,问题汇总
谢水琛 临床医学院(附属医院) 临床医学(圣地卓越医师班) 2024 辅助实验

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
张俊凤 基础医学院

立项依据

1. 明确CuIIb具有抑制结肠癌的生物学作用。
2. 揭示CuIIb抑制结肠癌作用机制可能是通过抑制M2型巨噬细胞的极化实现的。
3. 探究CuIIb抑制M2型巨噬细胞极化的分子机制是什么。
本项目旨在通过研究CuIIb对小鼠结肠癌皮下瘤模型的生物学作用,明确CuIIb抑制皮下瘤的作用机制可能是通过抑制M2型巨噬细胞极化来实现的,最终揭示CuIIb抑制M2型巨噬细胞极化的分子机制,为临床结肠癌的诊疗提供新的理论基础和治疗策略。 
1. CuIIb对结肠癌皮下瘤模型的生物学作用:
(1)通过皮下接种1×10⁶的MC38细胞诱导结肠癌皮下瘤模型,探索CuIIb 对结肠癌皮下瘤模型的肿瘤生长大小的影响(已完成);
(2)探索CuIIb对结肠癌皮下瘤模型的肿瘤体积及重量的影响(已完成);
总结:通过上述实验,可以明确CuIIb确实能够减轻小鼠结肠癌皮下瘤模型肿瘤的严重程度,抑制肿瘤的生长,为后面进行机制研究奠定良好基础。
2. CuIIb通过抑制M2型巨噬细胞的极化减轻小鼠结肠癌肿瘤的生长:
(1)体内实验:
构建小鼠结肠癌皮下瘤模型,用CuIIb进行处理,进行如下检测:
1)流式细胞术检测不同处理组脾脏和肿瘤中免疫细胞的变化情况;(前期研究发现,M2细胞变化最显著)
2)炎性因子抗体芯片检测血清中多种细胞因子的变化情况;
3)EILSA检测血清中M2型巨噬细胞相关炎性因子的表达情况;
4)q-PCR检测肿瘤中M2型巨噬细胞相关炎性因子转录水平表达情况;
5)免疫荧光检测各组中M2型巨噬细胞的变化情况;
6)M2型巨噬细胞回输实验验证CuIIb通过抑制M2型巨噬细胞的极化减轻小鼠结肠癌肿瘤;
(2)体外实验:
体外诱导骨髓来源的巨噬细胞(BMDM),用不同浓度CuIIb处理后,加入IL-4/IL-13诱导其向M2型巨噬细胞极化,进行如下检测:
1)流式检测不同处理组M2型巨噬细胞的极化情况;
2)EILSA检测培养上清中M2型巨噬细胞相关炎性因子表达情况;
3)q-PCR检测诱导的细胞中M2型巨噬细胞相关炎性因子水平;
总结:通过上述实验,可以确定CuIIb能够通过抑制M2型巨噬细胞的极化减轻小鼠结肠癌皮下瘤肿瘤的生长。
3. CuIIb调控M2型巨噬细胞极化的分子机制:
体外诱导BMDM,利用不同浓度CuIIb处理后,加入 IL-4/IL-13,诱导其向M2巨噬
细胞极化,进行如下检测:
(1)RNA-seq分析不同处理组细胞转录组水平的差异;
(2)蛋白质组学分析不同处理组细胞蛋白水平的差异;
(3)分析转录组水平和蛋白水平两种检测结果变化一致且变化较大的基因,根据分析找出相应的信号通路;
(4)根据分析的信号通路,利用Western blot检测相关蛋白例如JNK、p-JNK、ERK、p-ERK、STAT3、p-STAT3、p38、p-p38、p65、p-p65及M2巨噬细胞分化特异性转录因子IRF4等的蛋白表达水平; 
1. 结直肠癌是全球第三大癌症且发病率逐年上升
结直肠癌(CRC)包括结肠癌和/或直肠癌,结直肠癌(CRC)是一种异质性疾病,包括遗传性和散发性肿瘤,是一种死亡率极高的恶性癌症,在晚期表现为肝转移和恶病质[1]。CRC是各种遗传和环境因素之间复杂相互作用的结果,除了人口老龄化和饮食习惯外,肥胖、缺乏体育锻炼和吸烟等不良习惯也会增加患结直肠癌的风险,炎症性肠病也是发生CRC的重要风险因素[2, 3]。几十年前的结直肠癌发病率并不高,但现在其发病率逐年上升[4]。根据GLOBOCAN Worldwide 2020数据统计,结直肠癌已是世界第三大最常诊断和第二大致命癌症,是现如今一个重要的健康问题。并且,结肠癌只有在晚期才能出现明显症状,给治疗增加了难度[3]。现如今临床上对结肠癌的治疗多采用手术、放疗和化疗为主,有效的药物较少,尽管这些治疗手段在一定程度上延长了患者的生存期,但对转移性疾病患者效果有限,且治疗后的复发率较高,因此迫切需要研发新的治疗方法[5]。MC38是小鼠结肠癌细胞,该细胞由Tan等人使用二级致癌物1,2-二甲基肼诱导C57BL/6小鼠产生结肠腺癌后,取组织再去除成纤维细胞,从而获得的一种结肠腺癌上皮细胞系[6]。因其对免疫检查点抑制剂治疗高度敏感,因此广泛用于新抗原和免疫治疗方法临床前研究的肿瘤模型[7],同系肿瘤小鼠模型是最早的肿瘤动物模型之一,随着人们对免疫系统在癌症生长和治疗中的作用的日益关注,将小鼠细胞植入小鼠体内的同基因模型越来越受欢迎[8],同系肿瘤小鼠模型可分为原为移植和皮下移植两种,其中皮下移植有着易于监测与测量、肿瘤生长速度快、操作性好等优点在研究中的应用越来越广泛。通过皮下注射1×10⁶个MC38(结肠腺癌上皮细胞系)细胞建立MC38结肠癌皮下瘤模型,通过对肿瘤体积的测量能有效反映药物治疗的效果[9]。
2. M2表型的肿瘤相关巨噬细胞(TAM)具有促癌作用
巨噬细胞是先天免疫系统的细胞成分,几乎存在于所有组织中,有助于免疫、修复和体内平衡。巨噬细胞极性对于感染、炎症性疾病和恶性肿瘤都非常重要,其管理可能是预防和治疗疾病的关键[10]。活化的巨噬细胞通常分为两类,M1样巨噬细胞和M2样巨噬细胞。M1巨噬细胞和M2巨噬细胞与炎症反应密切相关,其中M1巨噬细胞主要参与促炎反应,而M2巨噬细胞主要参与抗炎反应[11]。M2巨噬细胞参与组织修复和免疫耐受,M2巨噬细胞由IL-4和IL-13等细胞因子通过激活信号转导和转录激活因子(STAT)诱导 6[12, 13],当感染或炎症严重到足以影响器官时,M2巨噬细胞通过分泌大量的IL-10和TGF-β来抑制炎症,有助于组织修复、重塑、血管生成并保持体内平衡[14]。然而,在恶性肿瘤研究中,已知通常具有M2表型的肿瘤相关巨噬细胞(TAM)可以通过多条途径促进肿瘤进展,例如它们是助于癌细胞增殖和存活的IL6和TNFα等细胞因子的主要来源,M2巨噬细胞还参与基质重塑和肿瘤细胞侵袭[15],因此,M2型巨噬细胞在肿瘤的治疗中有着负面影响[16]。在过去十年中,已有多篇研究报道通过靶向 M2型巨噬细胞极化成功达到抑癌效果[17]。越来越多的证据表明,M2极化肿瘤相关巨噬细胞(TAM)在癌症进展和转移中起着重要作用,这使得的M2极化成为越来越有吸引力的肿瘤治疗干预靶点[18]。因此,抑制M2型巨噬细胞在肿瘤治疗中至关重要,它犹如一把精准的手术刀,能够斩断肿瘤进展的多条“助力链条”,为有效控制肿瘤的生长、侵袭提供关键支撑。

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                                                                    图1 巨噬细胞极化机制[19]
(He C, Carter AB. The Metabolic Prospective and Redox Regulation of Macrophage Polarization. J Clin Cell Immunol. 2015;6(6):371. doi:10.4172/2155-9899.1000371)
3. 雪胆素乙(Cucurbitacin IIb,CuIIb)具有抗癌活性
雪胆素乙又称葫芦素IIB(CuIIb)[20], 天然葫芦素是一组三萜类化合物,以其苦味和毒性而闻名,广泛存在于大量传统中药中[21]。自20世纪60年代首次引起关注以来,葫芦素已被证实具有多种生物活性,如抗菌,抗病毒,抗炎和抗癌活性[22]。根据其结构特征,目前已将葫芦素类化合物分为A至T的12大类,以及200多种衍生物[23],葫芦素IIB便是其中一种。
CuIIb,又名23,24-二氢葫芦素F,分离自植物雪胆,是Hemsleyadine片剂中的主要活性化合物之一,已被证明具有抗炎活性,临床用于治疗细菌性痢疾、肠炎和急性扁桃体炎[20]。多项研究显示CuIIb还有抑癌作用[24],既往研究表明,CuIIb可以通过调节 EGFR/MAPK通路诱导肺癌细胞凋亡和细胞周期停滞[25]、CuIIb通过STAT3抑制在宫颈癌细胞中表现出抗癌活性[26],CuIIb还可以通过诱导肌动蛋白聚集和丝切蛋白-肌动蛋白棒形成来抑制人前列腺癌细胞[27]。还有最新研究报道,CuIIb通过诱导细胞周期阻滞和细胞凋亡以及线粒体凋亡来抑制膀胱癌细胞的生长进而达到抗肿瘤的效果[28],Yaxian Wang等人最新研究中通过皮下注射LLC细胞造模并给予不同浓度CuIIb治疗,观察研究显示CuIIb通过下调MAFbx蛋白、上调了MyHC和MyoG蛋白,降低骨骼肌中白细胞介素6受体(IL-6R)和STAT3磷酸化的表达,抑制FoxO的转录和翻译,因此减轻小鼠骨骼肌纤维的萎缩,有效减轻了小鼠的体重下降,减轻了恶致病的症状,提高了小鼠的存活率,具有抑癌作用[29]。
基于CuIIb在多种癌症类型中均呈现出良好的抗肿瘤效果,我们推测雪胆素中的CuIIb可能同样对结肠癌具有治疗作用。尽管目前尚未有关于CuIIb在结肠癌方面作用的研究报道,其对结肠癌的具体作用和作用机制也有待进一步深入探究,但前期在其他癌症中的研究成果为我们探索利用CuIIb治疗结肠癌提供了有力的理论依据和研究方向。
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          图2 CuIIb减轻骨骼肌萎缩的作用机制[29]
(Wang Y, Sun X, Yang Q, Guo C. Cucurbitacin IIb attenuates cancer cachexia induced skeletal muscle atrophy by regulating the IL-6/STAT3/FoxO signaling pathway. Phytother Res. 2023;37(8):3380-3393. doi:10.1002/ptr.7811)
1. Huot, J.R., et al., MC38 Tumors Induce Musculoskeletal Defects in Colorectal Cancer. Int J Mol Sci, 2021. 22(3).
2. Dzhalilova, D., et al., Murine models of colorectal cancer: the azoxymethane (AOM)/dextran sulfate sodium (DSS) model of colitis-associated cancer. PeerJ, 2023. 11: p. e16159.
3. Dekker, E., et al., Colorectal cancer. Lancet, 2019. 394(10207): p. 1467-1480.
4. Han, B., et al., Cancer incidence and mortality in China, 2022. J Natl Cancer Cent, 2024. 4(1): p. 47-53.
5. Cheng, D., et al., IL-28B reprograms tumor-associated macrophages to promote anti-tumor effects in colon cancer. Int Immunopharmacol, 2022. 109: p. 108799.
6. Corbett, T.H., et al., Tumor induction relationships in development of transplantable cancers of the colon in mice for chemotherapy assays, with a note on carcinogen structure. Cancer Res, 1975. 35(9): p. 2434-9.
7. Efremova, M., et al., Targeting immune checkpoints potentiates immunoediting and changes the dynamics of tumor evolution. Nat Commun, 2018. 9(1): p. 32.
8. Snipstad, S., et al., Characterization of immune cell populations in syngeneic murine tumor models. Cancer Med, 2023. 12(10): p. 11589-11601.
9. Fleten, K.G., et al., Oncolytic peptides DTT-205 and DTT-304 induce complete regression and protective immune response in experimental murine colorectal cancer. Sci Rep, 2021. 11(1): p. 6731.
10. Kadomoto, S., K. Izumi, and A. Mizokami, Macrophage Polarity and Disease Control. Int J Mol Sci, 2021. 23(1).
11. Yunna, C., et al., Macrophage M1/M2 polarization. Eur J Pharmacol, 2020. 877: p. 173090.
12. Murray, P.J., et al., Macrophage activation and polarization: nomenclature and experimental guidelines. Immunity, 2014. 41(1): p. 14-20.
13. Gao, S., et al., Curcumin induces M2 macrophage polarization by secretion IL-4 and/or IL-13. J Mol Cell Cardiol, 2015. 85: p. 131-9.
14. Shapouri-Moghaddam, A., et al., Macrophage plasticity, polarization, and function in health and disease. J Cell Physiol, 2018. 233(9): p. 6425-6440.
15. Sangaletti, S., et al., Osteopontin shapes immunosuppression in the metastatic niche. Cancer Res, 2014. 74(17): p. 4706-19.
16. Chen, S., et al., YY1 complex in M2 macrophage promotes prostate cancer progression by upregulating IL-6. J Immunother Cancer, 2023. 11(4).
17. Yamaguchi, Y., et al., PD-L1 blockade restores CAR T cell activity through IFN-gamma-regulation of CD163+ M2 macrophages. J Immunother Cancer, 2022. 10(6).
18. Xu, F., et al., Astragaloside IV inhibits lung cancer progression and metastasis by modulating macrophage polarization through AMPK signaling. J Exp Clin Cancer Res, 2018. 37(1): p. 207.
19. He, C. and A.B. Carter, The Metabolic Prospective and Redox Regulation of Macrophage Polarization. J Clin Cell Immunol, 2015. 6(6).
20. Wang, Y., et al., Cucurbitacin IIb exhibits anti-inflammatory activity through modulating multiple cellular behaviors of mouse lymphocytes. PLoS One, 2014. 9(2): p. e89751.
21. Chen, J.C., et al., Cucurbitacins and cucurbitane glycosides: structures and biological activities. Nat Prod Rep, 2005. 22(3): p. 386-99.
22. Wang, S., et al., Simultaneous determination of cucurbitacin IIa and cucurbitacin IIb of Hemsleya amabilis by HPLC-MS/MS and their pharmacokinetic study in normal and indomethacin-induced rats. Biomed Chromatogr, 2016. 30(10): p. 1632-40.
23. Li, Y., et al., Potential of cucurbitacin as an anticancer drug. Biomed Pharmacother, 2023. 168: p. 115707.
24. Zieniuk, B. and M. Pawelkowicz, Recent Advances in the Application of Cucurbitacins as Anticancer Agents. Metabolites, 2023. 13(10).
25. Liang, Y., et al., Cucurbitacin IIb induces apoptosis and cell cycle arrest through regulating EGFR/MAPK pathway. Environ Toxicol Pharmacol, 2021. 81: p. 103542.
26. Torres-Moreno, H., et al., Cucurbitacin IIb from Ibervillea sonorae Induces Apoptosis and Cell Cycle Arrest via STAT3 Inhibition. Anticancer Agents Med Chem, 2020. 20(10): p. 1188-1196.
27. Ren, S., et al., Anti-proliferative effect of 23,24-dihydrocucurbitacin F on human prostate cancer cells through induction of actin aggregation and cofilin-actin rod formation. Cancer Chemother Pharmacol, 2012. 70(3): p. 415-24.
28. Chen, N., et al., Cucurbitacin IIb Extracted from Hemsleya penxianensis Induces Cell Cycle Arrest and Apoptosis in Bladder Cancer Cells by Regulating Cell Cycle Checkpoints and Mitochondrial Apoptotic Pathway. Plant Foods Hum Nutr, 2023. 78(2): p. 483-492.
29. Wang, Y., et al., Cucurbitacin IIb attenuates cancer cachexia induced skeletal muscle atrophy by regulating the IL-6/STAT3/FoxO signaling pathway. Phytother Res, 2023. 37(8): p. 3380-3393. 
本课题利用小鼠结肠癌皮下瘤模型为实验对象,结合炎性因子抗体芯片检测,该设计思路创新性强,实验设计严谨,技术路线可行,所研究的内容国内外未见报导并有重要的临床意义,所申请的项目具有良好的前期研究基础,本项目具体的创新之处主要体现在以下方面:
1)思路上的创新:雪胆素乙是一种从雪胆属植物中分离获得的葫芦烷型四环三萜类化合物,具有抗炎、抗肿瘤的作用,在多种恶性肿瘤中均表现出抑癌活性。由此可见,雪胆素乙是一种很有前途的抗癌药。结肠癌作为世界第三大癌症且发病率逐年上升,被称为21世继的死神,已成为一个重要的健康问题。雪胆素乙在结肠癌模型中的作用目前未见文献报道,所以我们首次将雪胆素乙用于结肠癌皮下瘤小鼠模型的研究上。
2)方法上的创新:我们将综合利用蛋白质组等技术开展研究,并结合 小鼠皮下瘤模型,对雪胆素乙通过调控M2型巨噬细胞减轻小鼠结肠癌皮下瘤的机制进行系统和深入研究。
综上所述,本项目将为研究结肠癌的发病机制实现新的理论突破,并且为结肠癌的临床治疗提供新的治疗方法。 
1. 技术路线图
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2. 拟解决的问题
CuIIb具有抗炎、抗肿瘤的作用,在多种恶性肿瘤中均表现出抑癌活性,而我们发现CuIIb能够显著改善结肠癌皮下瘤的严重程度。这一发现和CuIIb如何调控这一过程目前未见任何文献报道,具有原始创新性。所以预计通过本课题的研究,拟解决如下关键科学问题:
1)明确CuIIb在小鼠结肠癌皮下瘤模型中的生物学作用;
2)探索CuIIb调控小鼠结肠癌皮下瘤的免疫调控作用机制是什么;
3)阐明CuIIb在结肠癌皮下瘤中主要参与的信号通路和直接调控分子有哪些。
3. 预期成果:
国内外期刊杂志上发表一到两篇高水平论文。 
1. 2025年6月-2025年11月
熟练操作小鼠实验操作,研究CuIIb处理对小鼠结肠癌皮下瘤模型小鼠肿瘤生长曲线的影响。
2. 2025年12月-2026年6月
检测M2巨噬细胞在CuIIb抑制小鼠结肠癌皮下瘤中是否有作用,包括检测肿瘤、脾脏单个核细胞中巨噬细胞比例以及极化情况。
3. 2026年7月-2026年10月
体外诱导M2巨噬细胞,检测CuIIb对M2巨噬细胞的影响,包括对巨噬细胞比例以及极化情况的影响。M2巨噬细胞极化相关信号通路基因JNK、p-JNK、ERK、p- ERK、STAT3、p-STAT3、p38、p-p38、p65、p-p65及M2巨噬细胞分化相关转录因子IRF4的mRNA表达水平;Western Blot检测NF-κB、MAPK、IRF信号通路JNK、p-JNK、ERK 、p-ERK、STAT3、p-STAT3、p38、p-p38、p65、p-p65及M2巨噬细胞分化相关转录因子IRF4的蛋白表达水平。
4. 2026年11月-2027年6月
整理实验结果,并撰写论文、投稿,准备结题相关事项。 
1. 与本项目有关的研究积累和已取得的成绩
项目指导教师及其所在团队具有丰富的结肠癌皮下瘤模型研究经验,以及研究巨噬细胞相关的经验,同时申请了多项相关研究课题,并发表了多篇相关研究论文,能够给予该项目相应指导。针对该项目,我们前期研究结果表明,CuIIb可以显著抑制肿瘤的生长,且显著减少肿瘤和脾脏中M2型巨噬细胞的极化水平。在这些前期结果的基础上我们提出假设:CuIIb通过调控M2巨噬细胞极化而参与抑制结肠癌皮下瘤,并拟对CuIIb 调控M2巨噬细胞抑制MC38作用的结肠癌皮下瘤的机制进行进一步研究。该假设还建立在国内外大量文献分析和推理的基础上,具有充分的理论依据,确保了研究目标切实可行。
前期实验结果如下
(1)观察肿瘤的表型
在皮下瘤小鼠模型中,肿瘤的体积、重量能在一定程度上反映治疗效果。通过隔天对结肠癌皮下瘤模型的小鼠腹腔注射2mg/kg CuIIb进行治疗,发现 CuIIb治疗组肿瘤体积、重量明显小于Control组,CuIIb有效抑制了肿瘤的生长。summernote-img
图1.CuIIb治疗有效地抑制了皮下肿瘤模型中的肿瘤生长。C57 BL/6小鼠(6-8周)皮下接种1 ×10⁶个MC38肿瘤细胞。从第8天开始,每72小时给小鼠腹腔注射 CuIIb(2 mg/kg),并测量肿瘤体积,在第22天处死小鼠。A. 小鼠结肠肿瘤治疗中CuIIb给药方案;B.CuIIb 处理后各种肿瘤的代表图像(n=5);C. 各组肿瘤重量; D. 两组肿瘤生长曲线图。
(2)HE 染色分析
为了进一步探索CuIIb如何调节急性肝损伤中的炎症反应,我们使用HE染色分析了小鼠中肿瘤细胞的变性和坏死程度。我们从小鼠中取出肿瘤组织,制备石蜡切片并用苏木精和伊红染色,对肿瘤组织的炎症和损伤程度进行对比。结果表明,对照组小鼠肿瘤组织观察到细胞正常生长,而使用CuIIb用药组的小鼠的组织缺氧坏死情况显著加重。summernote-img
图2. CuIIb改善了肿瘤组织缺氧坏死的情况。肿瘤组织H&E染色。
(3)流式细胞术分析肿瘤组织和脾脏中的免疫细胞比例
为了进一步研究CuIIb在结肠癌中影响哪些免疫细胞的变化,利用流式细胞术检测模型小鼠脾脏和肿瘤中免疫细胞变化情况,结果显示,CuIIb对M2巨噬细胞的影响最为明显。上述结果表明CuIIb能够抑制结肠癌皮下肿瘤模型中的M2巨噬细胞的极化。summernote-img
图3.CuIIb减少肿瘤组织及脾脏中的M2巨噬细胞。 A. CuIIb(2mg/kg)处理结肠癌皮下肿瘤模型后,流式检测肿瘤中巨噬细胞的变化情况;B. CuIIb治疗增加了肿瘤中的M1巨噬细胞;C. CuIIb治疗减少了肿瘤中的M2巨噬细胞;D. CuIIb(2mg/kg)处理结肠癌皮下肿瘤模型后,流式检测脾脏中巨噬细胞的变化情况;E. 脾脏中M1巨噬细胞的变化;F. CuIIb治疗减少了脾脏中的M2巨噬细胞。
(4)流式细胞术分析CuIIb对体外M2巨噬细胞极化的影响
为了进一步研究CuIIb对M2巨噬细胞的影响,体外取小鼠骨髓细胞,诱导骨髓来源的巨噬细胞(BMDM),用不同浓度CuIIb处理后,加入IL-4/IL-13诱导其向M2型巨噬细胞极化,培养几天后通过体外流式细胞术分析M2巨噬细胞极化情况,发现随着CuIIb 浓度的不断上升,M2巨噬细胞比列的不断下调
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图4.CuIIb在体外抑制M2巨噬细胞的极化。CuIIb浓度对体外M2巨噬细胞极化的影响。






已具备的条件
目前我们已经熟练掌握结肠癌皮下瘤模型的建立且模型稳定。同时已熟练掌握进行M2巨噬细胞研究的常用方法,如体外诱导巨噬细胞、流式细胞术检测等,为体外和体内实验提供了保障。本课题组隶属济宁医学院“泰山学者”海外特聘专家熊化保教授实验室,依托于山东省教育厅批准成立的免疫学和分子医学研究所,所在学科为山东省高校重点学科——医学免疫学。申请人属济宁医学院“泰山学者”海外特聘专家熊化保教授实验室固定人员。目前实验室具有完善的实验设备,运转通畅,科研人员充足,具备和掌握从事细胞与分子免疫学研究的科研条件。实验室主要的仪器设备包括:激光共聚焦显微镜、流式细胞仪、荧光显微镜、细胞培养室、蛋白质和核酸电泳系统、高速冷冻离心机、核酸蛋白检测仪、荧光酶标仪、PCR扩增仪、实时定量PCR仪、超低温冰箱、蛋白电泳和转印系统、凝胶成像系统以及SPF级动物实验室。实验室场地面积约为1100平方米。现有的设备和实验条件满足现有的科研需求。
尚缺少条件及解决方法
本组成员对本研究所需要的知识储备不够丰富,需进一步继续深入学习。为此,我们积极利用课堂时间训练实验动手能力,利用课余时间进行文献查阅,已备更好的完成此次实验。本实验指导老师在此研究方面经验丰富,知识面广阔,有助于对本实验过程的指导。此外,部分试剂需要购买,经费方面比较紧张,为保证项目顺利进行,我们将积极申报与本选题相关的科研项目,保证研究经费的投入。 

经费预算

开支科目 预算经费(元) 主要用途 阶段下达经费计划(元)
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 20000.00 8000.00 12000.00
1. 业务费 6000.00 0.00 6000.00
(1)计算、分析、测试费 0.00 0.00 0.00
(2)能源动力费 0.00 0.00 0.00
(3)会议、差旅费 0.00 0.00 0.00
(4)文献检索费 0.00 0.00 0.00
(5)论文出版费 6000.00 论文发表版面费 0.00 6000.00
2. 仪器设备购置费 0.00 0.00 0.00
3. 实验装置试制费 0.00 0.00 0.00
4. 材料费 14000.00 无提RNA、qPCR、WesternBlot、流式细胞检测、ELISA检测、细胞培养等 8000.00 6000.00
结束