皮肤优势型慢性移植物抗宿主病小鼠模型的构建及其T细胞亚群特点分析

来源 :中国人民解放军陆军军医大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tonykaier
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研究背景造血干细胞移植(hematopoietic stem cell transplantation,HSCT)是目前治愈血液恶性疾病的重要手段之一,但移植物抗宿主病(graft versus host disease,GVHD)的发生严重影响着患者的生存和生活质量。慢性GVHD(chronic GVHD,c GVHD)发生率高达30%-70%,其中皮肤是最常见的靶器官。但由于发病机制复杂且缺少针对性治疗方法,在临床上很难达到理想的治疗效果,亟待从机制上进行深入研究。在基础研究中,常通过构建c GVHD小鼠模型开展研究,但针对不同的研究目的选择合适的小鼠模型至关重要。目前所构建的c GVHD小鼠模型常伴有急性移植物抗宿主病(acute GVHD,a GVHD)过程,c GVHD的多个靶器官也会不同程度累及,对单一器官损伤的研究带来干扰,影响研究结果的准确性。目的本研究致力于构建皮肤优势型c GVHD小鼠模型且以皮肤损伤为主要表现,并探索本模型基本特征和分析T细胞亚群特点。方法在构建c GVHD小鼠模型时,以致死剂量辐照方式模拟清髓预处理。仅移植供体小鼠骨髓细胞,模拟造血干细胞移植的过程(BM组);而同时移植供体小鼠脾脏细胞,模拟c GVHD的发生(c GVHD组)。由于供体和宿主小鼠主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)相同,但次要组织相容性抗原(minor histocompatibility antigens,mi HAs)不同,所以构建的c GVHD小鼠模型通常起病缓慢并且类似于人c GVHD的发病特点。在本研究中,以B10.D2小鼠为供体,BALB/c小鼠为宿主构建皮肤优势型c GVHD小鼠模型。通过观察小鼠皮肤表现和胸腺功能,评估是否发生c GVHD;通过对生存、弓背及体质量等表现评分,评估模型c GVHD的基本特征;通过对组织切片的观察,在组织层面判断c GVHD过程对皮肤、肝脏、肺脏和肠道的影响。在构建模型后,提取靶器官细胞进行流式检测,分析在本模型中皮肤、肝脏和肺脏T细胞亚群的基本情况。为避免单一模型的局限性,在实验中还构建其它c GVHD小鼠模型,以验证所得结论的真实性。由于小鼠和人之间物种的差异,在实验中同时构建了人源化GVHD小鼠模型进行对比。结果本研究以B10.D2小鼠为供体,以7.5Gy致死剂量辐照的BALB/c小鼠为宿主,通过移植供体来源的骨髓细胞(10×10~6/只)和脾脏细胞(18×10~6/只),成功构建皮肤优势型c GVHD小鼠模型。BM组小鼠在移植后能够逐渐恢复正常,因此可以排除实验因素对c GVHD组小鼠的影响。c GVHD组小鼠以皮肤病变为主,主要包括脱毛、皮屑、瘢痕以及皮肤皱缩,在移植后20天开始出现并随时间逐渐加重。在c GVHD组的胸腺中,CD4+CD8+T细胞比率和绝对数显著下降,反映出胸腺功能受损。相对BM组小鼠的正常状态,c GVHD组小鼠生存率及体质量逐渐下降,弓背和体质量评分同步升高。但两组之间腹泻评分没有显著差异,提示未出现肠道c GVHD表现。观察皮肤、肝脏、肺脏和结肠的组织切片,仅c GVHD组小鼠皮肤明显出现纤维化及胶原沉积,病理评分显著升高。所以本模型仅以皮肤为主要靶器官,并且呈现典型c GVHD表现。对各器官T细胞亚群进行分析,发现Th1细胞、CD4+IL-13+T细胞和Tc1细胞显著增加,与c GVHD发病关系密切。深入分析后发现了一群新的CD4+T细胞亚群,其特点是存在IFN-γ和IL-13共表达,即CD4+IFN-γ+IL-13+T细胞。对该模型CD4+T细胞做单细胞转录组的拟时分析,发现BM组细胞趋近于正常状态,而c GVHD组则向不同方向增殖分化。同时还发现CD4+IFN-γ+IL-13+T细胞在c GVHD中存在两种分化方向。我们推测,CD4+IFN-γ+IL-13+T细胞具有异质性,仅在c GVHD组中存在的细胞亚群才可能与疾病的发生相关。在敲除供体小鼠IL-13之后,CD4+T细胞中IL-4表达显著升高并与IFN-γ共表达。同时我们构建了人源化GVHD小鼠模型,发现IFN-γ与IL-4共表达,而不是与IL-13,体现了小鼠与人之间的差异性。结论本研究成功构建了皮肤优势型c GVHD小鼠模型,以皮肤c GVHD为主要表现。T细胞亚群分析发现:Th1细胞、CD4+IL-13+T细胞和Tc1细胞与c GVHD发病密切相关,并发现CD4+IFN-γ+IL-13+T细胞新亚群,其功能有待进一步确认。在人源化的GVHD小鼠模型中,发现为CD4+IFN-γ+IL-4+T细胞存在,体现出小鼠与人的差异性。
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