摘要
研究背景： 癌症是目前造成全世界死亡的第二大原因，其发生与免疫功能失衡有关。运动作为一种有效的提升机体免疫力的方式，在肿瘤预防和治疗中有着巨大潜力。运动可通过改变肿瘤微环境，改善代谢，影响免疫功能进而动员免疫细胞，发挥抗肿瘤效应。本研究旨在探讨有氧运动对MC38结肠癌肿瘤的影响，从运动免疫角度揭示运动抗肿瘤的作用机制，为运动防治肿瘤提供实验证据。 研究方法： 第一部分：选用雄性C57BL/6小鼠36只，随机分为安静对照MC38荷瘤组（MC38-Con, n=10）、规律运动8周MC38荷瘤组（MC38-8wExe, n=8）、安静对照LLC荷瘤组（LLC-Con, n=9）、规律运动8周LLC荷瘤组（LLC-8wExe, n=9）。 运动组持续8周中等强度跑台运动，对照组小鼠安静饲养。在经过8周运动干预后，小鼠分别接种MC38结肠癌细胞、LLC肺癌细胞，在对照组小鼠肿瘤体积均值达800mm3时，对各组进行取材。接种后持续观测肿瘤体积；称量肿瘤重量；流式细胞术检测LLC-Con、LLC-8wExe肿瘤组织中各类免疫细胞的浸润情况。 第二部分：选用雄性C57BL/6小鼠27只，随机分为安静对照MC38荷瘤组（MC38-Con, n=9）、规律运动4周MC38荷瘤组（MC38-4wExe, n=9）、规律运动8周MC38荷瘤组（MC38-8wExe, n=9）。运动组持续4周或8周中等强度跑速运动，对照组小鼠安静饲养。在经过4周或8周运动干预后，小鼠接种MC38结肠癌细胞，在对照组小鼠肿瘤体积均值达800mm3时取材。接种后持续观测肿瘤体积；称量肿瘤重量。 第三部分：对于MC38-Con、MC38-4wExe肿瘤组织，流式细胞术检测各类免疫细胞的浸润情况，免疫组化验证流式结果；RNA-Seq检测差异基因的表达， RT-PCR检测免疫细胞表面标志物的基因表达；Western Blot检测JAK1/STAT1通路关键蛋白的表达。此外，选用雄性C57BL/6小鼠18只，随机分为安静对照组（Con, n=9）、规律运动4周组（4wExe, n=9）。运动组持续4周中等强度跑台运动，对照组小鼠安静饲养。运动干预结束后，对各组进行取材。通过体外刺激检测外周血中免疫细胞的功能。 研究结果： 1. 8周有氧运动对肿瘤的影响：MC38荷瘤小鼠接种后第12天起，运动组肿瘤体积显著小于对照组（P＜0.01），运动组肿瘤质量显著小于对照组（P＜0.01）。而LLC荷瘤小鼠在长达20天的荷瘤过程中，运动组与安静对照组未显示肿瘤体积或质量上的差异。 2. 4周有氧运动对MC38结肠癌的影响：MC38荷瘤小鼠从接种后第12天起，运动组肿瘤体积显著小于对照组（P＜0.01），运动组肿瘤质量及肿瘤质量/体重比率显著小于对照组（P＜0.05）。 3. MC38肿瘤组织内各类免疫细胞的浸润情况：流式细胞术结果显示，运动组小鼠肿瘤组织内CD8+T细胞/肿瘤细胞比率显著高于对照组（P＜0.05），其它免疫细胞未显示明显差异。肿瘤组织免疫组化结果显示CD8+T细胞阳性情况与流式结果一致（P＜0.05）。 4. 有氧运动抗MC38肿瘤的可能机制：RNA-seq结果显示，运动组肿瘤中与干扰素调控、CD8+T细胞效应功能相关的炎症细胞因子（Tgtp2、Zbp1、Gzmc、Gzmd）的表达均显著高于对照组（P＜0.01）；RT-PCR结果与RNA-seq一致（P＜0.01）。体外刺激外周血的结果显示，有氧运动增强CD8+T细胞释放IFN-γ的功能。Western Blot结果显示，运动组肿瘤细胞中JAK1及STAT1蛋白磷酸化水平显著高于对照组（P＜0.05）。 研究结论： 8周中等强度有氧运动对低免疫原性LLC肺癌肿瘤无显著抑制作用， 4周或8周中等强度有氧运动可以对高免疫原性MC38结肠癌肿瘤生长产生抑制作用，可能通过激活JAK1和STAT1蛋白介导的信号通路诱导CD8+T细胞动员，释放IFN-γ，从而发挥抑制肿瘤作用。
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