氢气联合自然杀伤细胞对肺癌细胞生长的影响

目的：研究不同浓度氢气联合自然杀伤(NK)细胞是否有助于抑制肺癌细胞生长。

方法：从非小细胞肺癌患者外周血中分离和培养NK细胞，用20%、40%、60%不同浓度氢气分别处理NK细胞。通过四甲基偶氮唑蓝法检测NK细胞生长曲线、流式细胞仪分析NK细胞周期、酶联免疫吸附试验分析NK细胞分泌炎症因子的变化来评估氢气对NK细胞的增殖能力影响。将NK细胞和A549细胞(肺癌细胞)1∶1加入共培养体系，用20%、40%、60%不同浓度氢气分别处理，通过观察A549细胞单克隆形成能力、划痕分析A549细胞迁移能力、Transwell分析A549细胞侵袭能力来评估氢气联合NK细胞杀瘤能力。
 

结果：20%、40%、60%不同浓度的氢气对NK细胞的增殖能力影响有限。在A549细胞单克隆生长能力和细胞迁移能力方面，60%的氢气联合NK细胞有轻度抑制作用，20%、40%浓度的氢气和单独NK细胞作用无差别；Transwell分析细胞侵袭能力提示20%、40%、60%不同浓度氢气联合NK细胞与单独NK细胞对A549细胞侵袭能力无差别。
 

结论：60%高浓度氢气联合NK细胞有助于抑制A549细胞单克隆生长和细胞迁移能力，从而抑制肿瘤生长，为今后进一步科学研究和氢气联合NK细胞免疫治疗肺癌奠定了基础。
      夏盛全, 任涛, 王凯玲, 等.  氢气联合自然杀伤细胞对肺癌细胞生长的影响 [J] . 国际呼吸杂志,2019,39 (24): 1863-1869. 作者单位：同济大学附属东方医院呼吸内科,上海,200123
 

氢气作为一种新型抗氧化剂，近年来受到越来越多的学者关注。它通过多种作用方式保护机体，在缺血再灌注损伤、神经系统损伤、电离辐射损伤、代谢综合征等疾病方面有着显著的预防和治疗作用。
 

自然杀伤(natural killer，NK)细胞是构成机体免疫系统的重要成员，其不需要抗原预先致敏，不依赖抗体与补体，也无组织相容性复合物(MHC)限制性，能快速、直接杀伤肿瘤细胞，是机体肿瘤免疫中的第一道防线。
 

本研究通过氢气对非小细胞肺癌患者NK细胞的增殖能力作用、杀瘤能力作用的研究，探讨氢气对非小细胞肺癌患者NK细胞功能的影响，为今后的临床研究提供新思路，指导临床应用。
 

NK 细胞作为 天 然 免 疫 应 答 中 关 键 的 效 应 细胞，是一群不同于 T、B 淋巴细胞的大颗粒淋巴细胞，分布于外周各淋巴器官及血液循环系统，无需抗原的预先刺激与活化即可发挥细胞毒效应，并可分泌多种细胞因子及趋化因子。它可以非特异性杀伤肿瘤细胞，是机体免疫监视系统中的一个重要组成部分，同时能够产生 IFN-γ和 IL-４ 等细胞因子，参与机体免疫调节。其细胞表面标志主要是 CD1 6和 CD5 6。近年来，关于 NK 细胞过继性免疫治疗肿瘤的研究与日俱增，已逐渐开展临床应用并获得一定的疗效。
 

本研究选择了外周血 CD16+ CD56+为研究对象，观察 20%、40%、60% 不 同浓度氢气对NK细胞的功能影响。由MTT检测可知，与正常细胞相比，60%的氢气处理细胞，48h后对NK细胞增殖生长略微有些抑制作用;而从细胞因子的分泌来看，60%氢气使NK细胞分泌IFN-γ有些上升，使NK细胞分泌IL-４有些下降，但均无统计学意义。而20%、40%的氢气无论对NK细胞增殖还是细胞因子分泌上来看，均无明显影响。由流式细胞仪检测可知:与正常细胞相比，20%、40%、60%不同浓度的氢气处理NK细胞后，对细胞周期影响不大。这说明20%、40%、60%不同浓度的氢气对NK细胞的增殖无明显促进和抑制作用，对细胞周期影响不大。在NK细胞与A549细胞共培养体系中，加入20%、40%、60%不同浓度氢气观察NK细胞杀瘤能力，发现在A549细胞单克隆生长能力和细胞迁移能力方面，60%的氢气有轻度抑制作用，20%、40%浓度的氢气与NK细胞和A549细胞正常培养的作用无差别。Transwell分析细胞侵袭能力方面，与NK细胞和A549细胞正常培养相比，20%、40%、60%不同浓度的氢气处理对A549细胞侵袭能力没差别。最近有学者研究表明，氢气能抑制癌细胞增殖和转移，也能促进细胞发生凋亡。更有意思的是，氢气能诱导肺癌A549和H1945细胞发生G2／M阻滞。细胞周期是一个受严密调控的有序发生的事件，基因组DNA完成复制，随后基因组均等地分裂成2个相似的细胞。细胞周期调控需要大量的胞内外信号的配合，如果缺乏适当的信号，细胞将不能从一个阶段进入下一个阶段，这种现象称为细胞周期阻滞。
 

本研究表明，在确保安全前提下，60%浓度的氢气联合NK细胞有助于抑制A5４9细胞单克隆生长和细胞迁移能力，从而抑制肿瘤生长，它们之间存在的作用是否为协同作用，以及存在的作用机制需要今后科学研究和体内实验的开展进一步证实。根据NK细胞表面CD56密度的不同，可将其分CD56dim和CD56bright2种亚型，人体90%以上的NK细胞为高表达IgG低亲和力Fc受体(FcγRⅢ，即CD16)且具有强烈的细胞毒效应的CD56dim细胞，而可产生大量细胞因子的CD56 bright细胞不到10%。研究指出，CD56 bright亚型的NK细胞本身具有一定的抗氧化能力。本次研究只针对CD56+NK细胞，未能细分CD56亚型，或许NK细胞与氢气的抗氧化效应是否有协同作用尚未可知，但笔者观察到了60%高浓度氢气联合NK细胞有助于抑制A549细胞单克隆生长和细胞迁移能力，从而抑制肿瘤生长，达到治疗的目的。这为今后氢气和NK细胞免疫治疗联合治疗肺癌奠定了实验基础。但氢气的浓度上限和体内试验疗效以及涉及的分子机制和信号通路有待于进一步研究和论证。
 

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