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MDSCs的两个亚群之间的比例取决于特定的肿瘤模型和微环境。
为了监测同源LLC模型中MDSC的丰度,我们通过免疫表型分析确定了接种后肿瘤的生长以及LLC小鼠中不同时间点的总体MDSC及其亚群。
如图1C所示,肿瘤组织中总MDSCs的百分比随着肿瘤的发展而稳步增加,从接种后第一周肿瘤浸润淋巴细胞的不到10%(5.84±1.22%)上升到第四周超过20%(21.71±3.22%)(P<0.01)。
在我们的LLC模型中,PMN-MDSCs占总MDSCs的94.94±8.47%,并且与总MDSCs具有相同的肿瘤发展趋势(P<0.05)。
对亚群进行分析,虽然M-MDSCs增加了大约5倍,但差异没有统计学意义。
为了更好地了解MDSCs的全身分布,我们还研究了MDSCs在外周血、脾脏和骨髓中的比例。
仅在接种LLC细胞一周后,TB小鼠外周血中的MDSC百分比是无瘤小鼠的两倍(27.33±4.62%vs.12.48±0.93%,P<0.05),3周后的MDSC百分比是无瘤小鼠的5倍(27.33±4.62%vs.12.48±0.93%,P<0.05)。
TB小鼠外周血中PMN-MDSCs的比例也增加,而M-MDSCs的比例与肿瘤大小无关。
PD-L1是肿瘤细胞、MDSCs、巨噬细胞和树突状细胞表达的最重要的检查点分子之一。
为了确定TB小鼠MDSCs的PD-L1表达是否与健康小鼠不同,我们通过流式细胞术测试了MDSCs的PD-L1表达。
结果表明,TME中MDSCs上PD-L1的平均荧光强度(MFI)从在LLC细胞接种后的第一周386.8±100.9a.u逐渐增加到第四周的1,068.0±121.8a.u(P<0.01),这表明PD-L1在我们模型中的MDSC中具有潜在作用。
在脾脏和骨髓中,随着肿瘤的发展,MDSCs的比例也显著增加,其模式与肿瘤组织和外周血中的MDSCs相同。
此外,我们在TB小鼠中观察到明显的脾肿大,这与我们观察到的MDSCs在脾内聚集一致。
为了确定局部照射对肿瘤生长和MDSCs的影响,当肿瘤直径达到7.5mm时,我们使用大分割RT(20GyF)治疗皮下LLC肿瘤。
放疗导致肿瘤进展延迟长达一周,在第7至第10天的最小体积约为500mm3,但此后肿瘤开始再生。
根据放疗前后肿瘤生长曲线,我们选择放疗后第3天为再生前生长,放疗后1周为肿瘤体积最小时为再生开始,放疗后2周和3周为再生阶段。
肿瘤组织苏木精-伊红染色显示,与未治疗的肿瘤相比,放疗后的肿瘤中有更多的浸润性炎症细胞。
随后的CD11b特异性免疫组化染色显示,大多数炎症细胞是CD11b+髓系细胞,这表明局部照射可能导致MDSCs的积累。
为了证实我们的假设,我们在局部照射后的不同时间点对总MDSCs和这两个亚群进行了流式细胞术分析。
局部照射后,放疗后肿瘤浸润MDSCs的比例比未治疗肿瘤高2倍(ctrlvs.RT=21.33±3.29%vs.44.10±3.00%,P<0.001)。
PMN-MDSCs与总MDSCs具有相同的增加趋势(ctrlvs.RT=16.37±2.47%vs.38.66±4.24%,P<0.001),而M-MDSC比例保持在约0.1%,且与肿瘤大小和治疗无关。
外周血情况同肿瘤组织。
为了确定受照射肿瘤中PMN-MDSC的逐渐积累是否有助于LLC肿瘤的再生长,或者这种积累是否仅仅是肿瘤生长的结果,使用抗Ly-6G单克隆抗体来消耗MDSC.抗Ly-6G抗体的应用显着降低了肿瘤部位和外周血中PMN-MDSC的频率(P<0.05)。
此外,用抗Ly-6G抗体治疗大大延迟了照射后的再生,这表明PMN-MDSC的募集对肿瘤再生至关重要。
虽然PMN-MDSCs利用一系列机制来抑制抗肿瘤免疫反应,这涉及到许多免疫细胞和细胞因子,但对CD8+T细胞的抑制无疑是最重要的。
为了确定RT后PMN-MDSCs诱导的免疫抑制是否依赖于CD8+T细胞,我们通过流式细胞术评估了CD8+T细胞的数量和功能。
如图3D所示,CD8+T细胞的百分比随着照射从11.71±2.31%下降到2.42±0.62%(P<0.01)。
PMN-MDSC耗竭逆转了这种下降(RTvs.RT+anti-Ly-6G抗体=2.42±0.62%vs.20.12±3.92%,P<0.01)。
为了更好地了解CD8+T细胞浸润肿瘤部位的功能状态,我们测量了CD8+T细胞内部和表面上IFN-γ、CD28和PD-1的表达。
局部RT显着降低了CD8+T细胞分泌IFN-γ的比例,从33.064.53%降至13.252.08%,并增加了表达PD-1的CD8+T细胞的比例(ctrlvs.RT=253.20±57.03auvs.538.80±98.76)au,P<0.05)。
CD28表达未观察到显着变化。
当抗Ly-6G抗体被给予辐照小鼠时,IFN-γ分泌达到与未处理的LLC小鼠相同的水平(29.74±3.55%),而与辐照小鼠进行比较抗Ly-6G抗体处理后的PD-1表达没有变化小鼠。
因此,在这部分我们建议PMN-MDSCs通过抑制CD8+T细胞促进放疗后肿瘤的再生。
PMN-MDSCs不仅抑制了TME中CD8+T细胞的数量,而且还抑制了其活性。
为了确定辐照诱导MDSCs的抑制机制,我们进行了免疫组化染色及iNOS和ARG1活性检测。
肿瘤切片的免疫组化染色显示,局部RT增强了ARG1的表达,但没有增强iNOS的表达。
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