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改良四君子汤抑制结肠癌肝转移的机制研究

期刊:BMC Complementary and Alternative MedicineDOI:10.1186/s12906-019-2498-4

研究题目:改良四君子汤通过增加巨噬细胞减轻结直肠癌肝转移
研究作者:Jin-Yong Zhou, Min Chen, Cun-En Wu, Yu-Wen Zhuang, Yu-Gen Chen, Shen-Lin Liu
研究机构:南京中医药大学附属医院、江苏省中医院,南京中医药大学
发表期刊:BMC Complementary and Alternative Medicine
发表时间:2019
文章编号及DOI:19:86, https://doi.org/10.1186/s12906-019-2498-4


研究背景

结直肠癌(colorectal cancer, CRC)是全球范围内高发的恶性肿瘤,其发病率在美国排第三,在中国近年来也呈持续上升趋势。特别是其生物学特性——肝脏和肺部的转移,是结直肠癌患者高死亡率的主要原因之一。即使经过治疗,约半数患者在五年后仍会经历转移,这为延长患者生存期和提供干预治疗带来了可能性。在中国,改良四君子汤(Modified Si-Jun-Zi Decoction, 简称改良SJZ)作为一种著名的中医药配方,已经被用于临床治疗包括结直肠癌在内的多种癌症。已有研究表明,原始四君子汤(SJZ)对免疫系统和胃肠道系统的功能恢复有益,包括增强T淋巴细胞亚群活性、促进造血功能恢复等,但其是否能有效减轻结直肠癌肝转移的研究目前仍不足。因此,本研究旨在通过小鼠模型验证改良SJZ是否能减少结直肠癌的肝转移,同时探讨其可能的免疫机制。


研究目的

本研究的主要目的是:
1. 验证改良SJZ对结直肠癌肝转移的抑制效应;
2. 探讨其作用机制,特别是对先天免疫系统中巨噬细胞的调节作用。


研究流程

本研究包含以下主要流程:

1. 药物的制备

改良SJZ是由南京中医药大学附属医院药剂科根据传统四君子汤进行改良,加入了其它增强抗癌和免疫功能的中药成分,包括黄芪(Radix Astragali)、党参(Codonopsis Pilosula)、白术(Rhizoma Atractylodis Macrocephalae)等11味药材。所有原料均来自江苏省内优质药材供应商,将其煎煮、浓缩后制成3 g药材/ml的浓缩液体,便于后续实验使用。

2. 动物研究及伦理声明

使用了48只无胸腺裸鼠(BALB/c nu/nu),年龄为4~6周,体重20~24 g。这些裸鼠被分为肿瘤移植组和无肿瘤对照组,所有动物实验均经过南京中医药大学附属医院的动物伦理委员会批准,严格遵守中华人民共和国科技委员会实验动物管理规定。

3. 肿瘤移植模型构建

研究使用了一种模拟人结直肠癌转移特点的小鼠脾脏种植模型。实验将带绿色荧光的结直肠癌细胞(GFP-HCT-116)悬液注射至裸鼠的脾脏,以建立肝转移模型。此模型可以部分模拟临床过程,即癌细胞从结直肠脱落后通过门静脉系统转移至肝脏。

4. 实验分组与治疗

按照注射后第三天开始治疗方案,将肿瘤组裸鼠随机分为四组:
- G1:对照组,给予生理盐水;
- G2:化疗组,使用5-氟尿嘧啶(5-FU,15 mg/kg,腹腔注射,每周两次);
- G3:改良SJZ组(45 g/kg,灌胃,每天两次);
- G4:联合治疗组(5-FU+改良SJZ);

同时,选取40只无肿瘤小鼠,研究不同剂量和治疗时间对免疫系统的影响。

5. 数据采集及分析
  • 肿瘤荧光成像:通过荧光显微镜检测肝脏的绿色荧光信号,以确定转移率。
  • 血浆细胞因子分析:采集血浆,通过细胞因子分析检测GM-CSF等免疫相关因子水平。
  • 血液和脾脏巨噬细胞检测:使用流式细胞仪,通过CD45、CD11b及F4/80等标记检测巨噬细胞数量。

研究结果

1. 改良SJZ提高了裸鼠的生存率

治疗三周后,与5-FU组(66.7%)相比,改良SJZ组裸鼠生存率显著提高至91.7%,而联合治疗组无鼠死亡。

2. 改良SJZ显著降低结直肠癌肝转移率

对照组肝转移率高达90.9%,而改良SJZ组降至44.4%,联合治疗组进一步降至30.0%。这种显著的抑制效果表明,改良SJZ对肝转移有抑制作用。

3. 改良SJZ提高了血浆中GM-CSF水平

细胞因子检测显示,改良SJZ组小鼠血浆中GM-CSF的水平提高了2倍(8489.14对比4079.35)。此外,干扰素-γ(IFN-γ)、白介素-1α(IL-1α)和白介素-3(IL-3)也显著上调,表明该方剂对先天免疫系统具有增强作用。

4. 改良SJZ增加了巨噬细胞数量

流式细胞结果显示,改良SJZ组小鼠脾脏内巨噬细胞数量显著增加,而血液中未观察到显著变化。同时,仅在三周全剂量治疗下巨噬细胞增强效果最为明显,而半剂量或短期治疗未达到类似效果。

5. 中性粒细胞数量未显著改变

研究发现,与对照组相比,中性粒细胞数量在改良SJZ组无明显变化,提示其主要作用靶点或许集中在巨噬细胞上。


结论与意义

本研究证实,改良SJZ能够通过提高巨噬细胞数量和促进GM-CSF等细胞因子表达,有效抑制结直肠癌肝转移。与传统治疗方法相比,改良SJZ在延长裸鼠生存时间及减少转移方面表现出显著优势。这为其作为结直肠癌免疫调节的辅助治疗手段提供了科学依据,同时拓展了中医药对肿瘤领域新靶点的研究视角。


研究亮点

  1. 创新性模型:通过裸鼠脾脏种植方法更好地模拟了结直肠癌肝转移的生物学过程,避免了实验污染风险。
  2. 显著的抑制效果:改良SJZ单独或联合化疗均能显著减少肝转移率。
  3. 免疫调节机制:首次证明改良SJZ可以通过刺激GM-CSF等细胞因子提高巨噬细胞数量,从而增强机体对癌细胞的清除能力。

衍生研究方向

  1. 进一步探索如何通过改良SJZ更高效地激活免疫系统,特别是巨噬细胞和中性粒细胞的协同作用。
  2. 考察改良SJZ在其他癌症类型(如肺转移结直肠癌)中的潜在治疗价值。
  3. 从多靶点视角研究改良SJZ对肿瘤发生和转移的综合调控机制。
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