低剂量辐射对树突状细胞迁移能力影响及其分子机制研究

It is well established that low-dose radiation (LDR) can result in hormesis in the immune system through activating T cells or natural killer cells. As the most powerful antigen presenting cells, dendritic cells (DCs) play critical role in initiating, maintaining and regulating immune response. Resently studies showed that the mingration ability of DC was one of crucial factors that affected the functional antigen presentation of DC. Futhermore, it had been reported that the migration of DC was mainly mediated by chemokine receptor 7 (CCR7) expressed on DC surface. Our previously study indicated that LDR up regulated the expression of CCR7 mRNA in DC, which implied that LDR might regulate the antigen presentation of DC through impacting DC migration and finally influence the immune response of body. Based on our preparatory work, this project is designed to study the impact of LDR on mice DC migration.Further more, the roles of chemokine receptor 7 (CCR7) and NF-κB, which is CCR7 transcription factor, in radiation-induced change of DC migration will be investigated. Finally, the effect of LDR on DC function will be explored in vivo. This project aims to discuss the role of DC in LDR hormesis in the immune system and its mechanism, and provide experimental foundation for clinical use of LDR-activated DC.

已知低剂量辐射（LDR）可通过激活T细胞、NK细胞提高机体的免疫反应性，产生免疫兴奋效应。树突状细胞（DC）作为功能最强的抗原递呈细胞，在免疫应答的启动、维持和调节过程中均发挥重要作用。最近研究表明，DC迁移能力是影响DC抗原递呈功能的关键因素之一，并且DC迁移主要由DC表面趋化因子受体7（CCR7）介导。我们前期研究发现，LDR可上调DC中CCR7 mRNA的表达，提示LDR可能通过影响DC的迁移能力进而调节DC的抗原递呈功能，最终影响机体免疫应答。本课题拟在前期工作基础上，利用Transwell迁移实验、免疫印迹、免疫组化、凋亡实验等手段，在体内外研究LDR对小鼠DC迁移能力影响，并进一步探讨CCR7及其转录因子NF-κB在此过程中的作用，最后在体内评价LDR对DC抗原递呈能力影响，从而探讨DC在LDR免疫兴奋效应中所发挥的作用及机制，为LDR活化DC的临床应用提供实验依据。

虽然大量基础及流行病学研究证实低剂量辐射（LDR）免疫兴奋效应存在，但是其发生机理仍不完全清楚。树突状细胞（DC）是已知的功能最强的抗原递呈细胞，在机体免疫应答的启动、调控中起关键作用。DC迁移和激活初始型T细胞能力是影响DC功能的两个关键因素。我们前期研究发现，LDR可增强DC激活初始型T细胞的能力，并上调促DC迁移的趋化因子受体7（CCR7）的表达，提示DC可能与LDR免疫兴奋效应的发生有关。本研究以小鼠骨髓来源DC为对象，研究LDR对DC迁移能力影响及其机制，并进一步利用荷瘤小鼠模型评价了LDR对DC启动机体抗肿瘤免疫功能的影响。本项目研究结果表明0.2 Gy X射线离体照射可增强小鼠骨髓来源DC促T细胞增殖的能力、DC致敏的T细胞杀伤靶细胞的能力以及DC的体内和体外迁移能力；进一步机制研究显示0.2 Gy X射线可促进DC IL-12分泌升和CCR7的表达并激活细胞内NF-κb细胞通路，CCR7中和抗体可阻断LDR引起的DC迁移能力升高，而NF-κb信号通路抑制剂可阻断LDR诱导的CCR7的表达上调和DC迁移能力升高，表明LDR通过激活DC内NF-κb信号通路促进CCR-7表达，继而增强DC的迁移能力；0.2 Gy X射线还可使DC中ROS水平的升高，ROS抑制剂不能阻断辐射诱导的CCR7和IL-12表达，提示LDR促进DC迁移与ROS无关；体内研究显示0.2 Gy X射线照射的DC可在体内产生更强的抗肿瘤免疫应答，表现为荷瘤小鼠的存活期延长，小鼠IFN-γ分泌增多，CTL的肿瘤浸润和肿瘤细胞凋亡增加，这可能与LDR促进DC淋巴归巢和上调IL-12分泌有关。上述研究结果证实LDR可增强DC迁移及体内抗原递呈功能，这可能是LDR免疫兴奋效应的发生机制之一，NF-κb信号通路在此过程中发挥重要作用；此外以DC为基础的免疫治疗已广泛用于各种恶性肿瘤的临床治疗，本研究结果也为LDR活化DC的临床应用提供实验依据。