鬼针草在小鼠中的癌症免疫调节作用:抑制肿瘤相关巨噬细胞和调节性T细胞

Cancer Immunomodulatory Effect of Bidens pilosa L. in Mice: Suppression of Tumor-Associated Macrophages and Regulatory T Cells.

作者信息Meihua Zhu, Jiayan Xiong, Ruyi Zhang, Xingyan Yang, Weiqing Sun, Ziyi Yang, Yuhan Chai, Yang Tao, Yu-Qiang Zhao, Baomin Fan, Guangzhi Zeng
PMID41597201
期刊Cells
发布时间2026-01-10
DOI10.3390/cells15020126

实验完整度

包含体外细胞分化与功能实验、动物移植瘤模型、分子表达检测(qRT-PCR/Western blot)及转录组测序等多层级证据,且具有功能与机制验证。

主要模型

CT26.WT小鼠同基因结直肠癌模型 小鼠腹腔巨噬细胞(M0/M1/M2) 小鼠原代CD4+ T细胞及诱导Tregs

重点核对

BPA给药剂量(50或100 mg/kg)及5-FU剂量(30 mg/kg) BPA及化合物1、3的体外处理浓度(12.5-50 μM或μg/mL) M2巨噬细胞极化诱导因子(IL-4/IL-13浓度) Tregs分化诱导因子(TGF-β、IL-2、rapamycin等浓度) 小鼠肿瘤体积测量与分组(n=6)

摘要

鬼针草是一种传统中草药,已被临床用于治疗炎症性疾病和癌症。BPA是从鬼针草全草中提取的一种提取物,已被证明通过调节小鼠同基因结直肠癌(CRC)模型肿瘤微环境(TME)中的肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)和调节性T细胞(Tregs)而具有有效的免疫调节特性。RT-PCR和流式细胞术分析表明,BPA及其黄酮类和多炔类成分通过下调Arg-1和CD25表达,有效抑制M2-TAMs和Tregs的分化。它们对与M1-TAMs相关的标志物表达影响最小,并促进了受M2-TAMs和Tregs抑制的CD4+ T细胞的增殖。在小鼠中,BPA显著抑制同基因CRC肿瘤的生长,伴随血清免疫抑制性细胞因子IL-10水平降低和肿瘤组织中增殖标志物Ki67表达减少。此外,BPA下调了与M2-TAMs和Tregs相关的标志物的mRNA表达,同时增加了与M1-TAMs相关的标志物。肿瘤组织的Western blot分析显示,BPA降低了与M2-TAMs和Tregs相关的标志蛋白的表达,同时增加了免疫刺激性标志物CD80、GITR和CD4的表达。此外,BPA与5-氟尿嘧啶(5-FU)联合治疗,一种常用于CRC的化疗药物,显著增强了小鼠的抗肿瘤效果。这些发现表明,BPA作为鬼针草的活性提取物,通过抑制TME内促肿瘤TAMs和Tregs的分化,在小鼠中显示出抗肿瘤活性。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
本研究旨在探讨鬼针草提取物BPA是否通过调节肿瘤微环境中的肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)和调节性T细胞(Tregs)来发挥抗肿瘤作用。
核心机制
BPA通过抑制M2-TAMs和Tregs的分化(下调Arg-1和CD25表达),降低免疫抑制性细胞因子IL-10水平,促进CD4+ T细胞增殖,从而重塑肿瘤微环境为免疫支持性状态。
主要证据
体外实验显示BPA及化合物1、3抑制M2-TAMs和Tregs分化,恢复CD4+ T细胞增殖;体内实验中BPA抑制CT26.WT同基因肿瘤生长,降低肿瘤组织中M2-TAMs和Tregs相关标志物表达,并增加免疫刺激性标志物;转录组分析显示BPA调节与IL-17、NF-κB等通路相关基因。
研究意义
结果为传统草药鬼针草的临床抗癌应用提供了理论基础,并提示BPA可作为免疫调节剂单独或与常规化疗药物(如5-FU)联合用于结直肠癌治疗。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

BPA提取与化学成分分析

获得BPA提取物并鉴定其主要化学成分,作为后续体外和体内实验的干预物。

通过冷浸、萃取和柱色谱从鬼针草全草中制备BPA,并通过HPLC分析鉴定主要化合物1-8(黄酮类和多炔类)。

2

体外细胞分化与功能实验

评估BPA及其化合物对M2-TAMs和Tregs分化的抑制作用及对CD4+ T细胞增殖的影响。

从小鼠腹腔分离巨噬细胞并用IL-4/IL-13诱导M2极化;从淋巴结和脾脏分离naïve CD4+ T细胞并诱导Tregs。用BPA或化合物处理,通过流式细胞术检测M2(CD206+F4/80+)和Tregs(CD25+Foxp3+)比例;通过CFSE标记分析CD4+ T细胞增殖。

3

体内同基因肿瘤模型验证

验证BPA在体内的抗肿瘤效果及其安全性。

将CT26.WT细胞皮下接种至BALB/c小鼠,建立同基因结肠癌模型。当肿瘤体积达到50-100 mm³时,随机分组并给予BPA、5-FU或联合治疗。测量肿瘤体积和体重,并通过ELISA检测血清IL-10、IHC检测Ki67、H&E染色评估组织毒性。

4

肿瘤组织分子表达检测

检测BPA处理对肿瘤组织中TAMs和Tregs相关基因和蛋白表达的影响。

通过qRT-PCR检测肿瘤组织中M2-TAMs和Tregs相关促肿瘤因子(Arg-1、YM-1、CCL2等)和抑瘤因子(TNF-α、IL-1β等)的mRNA水平;通过Western blot检测相关蛋白(CD206、Foxp3、CD25、PD-1、PD-L1、CD80、CD4、GITR)表达。

5

转录组测序分析

阐明BPA调节M2-TAMs和Tregs分化的潜在分子机制。

对BPA处理的M2巨噬细胞和Tregs进行RNA-seq,鉴定差异表达基因并进行KEGG通路富集分析。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Biological IndustriesC3113-0500
胎牛血清VivaCellC04001-500
谷氨酰胺Biological IndustriesE607004-0500
RPMI 1640培养基Biological IndustriesC3010-0500
青霉素-链霉素Sangon BiotechE607011-0100
白细胞介素-4PeproTech214-14
白细胞介素-13Sino Biological Inc.50225-MNAH
脂多糖Sigma93572-42-0
EasySep小鼠初始CD4+ T细胞分选试剂盒Stemcell Technologies19765
抗CD3e抗体eBioscience16-0031-82
抗CD28抗体eBioscience16-0281-82
抗IL-4单克隆抗体eBioscience16-7041-81
抗IFN-γ抗体eBioscience16-7311-85
白细胞介素-2Sino Biological Inc.51061-MNAE
转化生长因子-βSino Biological Inc.51061-MNAE
雷帕霉素SigmaS115842
5-氟尿嘧啶MCEHY-90006
MTTMacklin298-93-1
抗CD16/32抗体ElabscienceE-AB-F0997A
PerCP/Cyanine5.5抗小鼠F4/80抗体ElabscienceE-AB-F0995J
FITC抗小鼠CD206抗体ElabscienceE-AB-F1135C
APC抗小鼠CD80抗体ElabscienceE-AB-F0992E
APC抗小鼠CD25抗体ElabscienceE-AB-F1102E
转录因子缓冲液套装BD Biosciences562574
PE抗小鼠Foxp3抗体ElabscienceE-AB-F1238D
总RNA提取试剂盒(Trizol)TaKaRa9109
逆转录试剂盒VazymeR223-01
CFSE染料MCEHY-D0938
小鼠IL-10 ELISA试剂盒ProteintechKE10008
中性树脂SolarbioG8590
抗Ki67一抗Proteintech28074-1-AP
HRP聚合物标记二抗ZSGB-BIOPV-6001
DAB显色试剂ZSGB-BIOZLI-9018
山羊血清SolarbioSL038
牛血清白蛋白CoolaberCA1381
裂解缓冲液----
TRIzol试剂----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
BPA制备
BPA提取批次、HPLC图谱、主要成分含量
阅读提示:2.2节及图1
细胞培养与极化
细胞系来源、培养基、诱导因子浓度与时间
阅读提示:2.3节、2.4.1节及图S1-S4
Tregs分化
naïve CD4+ T细胞纯度、细胞因子和抗体浓度、孵育时间
阅读提示:2.4.2节及图S2
动物模型
小鼠品系、周龄、性别、细胞接种数量、给药剂量、频率、途径、分组、样本量
阅读提示:2.4.3节
体内检测
血清IL-10水平、Ki67表达、mRNA和蛋白检测条件
阅读提示:2.9-2.12节及图5、图6
RNA-seq
文库构建、测序平台、差异表达分析参数
阅读提示:2.13节及图7