日本血吸虫感染C57BL/6小鼠肝脏和肺脏中IL-17的特点

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血吸虫病是一种由虫卵肉芽肿引起的慢性免疫性疾病,其病理基础是沉积于组织内大量的成熟虫卵对机体的刺激、宿主对活毛蚴分泌的可溶性抗原产生的病理性免疫应答,并形成虫卵肉芽肿以及继发肝纤维化。日本血吸虫感染后,多细胞结构的寄生虫伴其分泌的多种抗原诱导会导致多种细胞因子的产生,进而介导免疫应答,这些细胞因子很可能是治疗日本血吸虫病的治疗靶标。有报道显示,血吸虫感染的免疫病理反应与IL-17是密切相关的。IL-17可能在血吸虫卵引起的免疫病理损害中起重要作用。文献报道,Th17细胞为IL-17的主要细胞来源,而其它固有免疫细胞如γδ-T细胞、NK细胞、Tc17细胞、中性粒细胞和嗜酸粒细胞也可表达IL-17。但也有报道表明IL-17主要由γδT细胞分泌。在不同疾病的不同阶段或者不同模型,以及不同病变部位分泌IL-17的主要细胞来源都可能不同。本研究的目的是了解在日本血吸虫感染小鼠肝脏和肺脏中IL-17的特点以及作用。我们分别研究了肝脏和肺脏中IL-17的产生情况,并比较了不同T淋巴细胞亚群,包括CD4+T细胞,NKT细胞和γδT细胞在非特异性刺激剂PMA和离子霉素作用下IL-17的分泌情况,以探索感染后产生IL-17的主要淋巴细胞亚群。为了进一步明确IL-17在日本血吸虫感染小鼠肝脏和肺脏肉芽肿病变中的作用,我们在小鼠感染3周后开始注射IL-17中和抗体,以降低感染小鼠体内IL-17的水平,从而探讨IL-17是否在宿主的抗血吸虫感染的过程中发挥作用。本研究将分别研究肝脏和肺脏两个不同器官中IL-17的特点,分为两个部分:一、C57BL/6小鼠感染日本血吸虫后肝脏中IL-17的特点。二、日本血吸虫感染C57BL/6小鼠肺脏中Th17的动态分布以及特点。一、C57BL/6小鼠感染日本血吸虫后肝脏中IL-17的表达及特点建立日本血吸虫人工感染C57BL/6小鼠模型,感染后6w左右剖杀,制备肝脏淋巴细胞悬液,加入非特异性刺激剂anti-CD3mAb+anti-CD28mAb体外培养4h,实时荧光定量PCR检测肝脏组织IL-17、IFN-γ的mRNA含量变化;同时加入非特异性刺激剂anti-CD3mAb+anti-CD28mAb体外培养72h,ELISA检测培养上清中细胞因子IL-17和IFN-γ的变化;流式细胞术检测感染前后淋巴细胞中产生IL-17的CD3+细胞和CD3-细胞的百分比含量的变化;通过流式细胞术检测CD3+细胞中不同亚群(CD4+细胞、NKT细胞、γδT细胞)产生IL-17的情况;为了进一步明确IL-17在日本血吸虫感染C57BL/6小鼠肝脏肉芽肿病变中的作用,我们在小鼠感染3w后开始注射IL-17中和抗体或同型抗体,62.5μg/次/只,每隔3d一次,共4次,末次注射48h后处死小鼠,观察C57BL/6感染小鼠体内IL-17被中和后对肉芽肿炎症反应及肝脏损伤的影响,通过HE染色检测肝脏组织的肉芽肿炎症反应的变化,同时比较肉芽肿面积;Masson染色观察小鼠肝脏纤维化的严重程度,ELISA法观察小鼠血清中III型前胶原(PC-III)和IV型胶原(IV-C)含量,进一步确定肝脏纤维化程度;用ELISA法检测正常对照组,同型对照组以及Anti-IL-17组血清中SEA特异性IgG和IgE含量。结果表明C57BL/6小鼠感染日本血吸虫后,肝脏组织中IL-17mRNA和蛋白表达均在感染后明显增加,提示IL-17的表达可能与肉芽肿炎症形成密切相关;同时CD3+细胞产生IL-17的百分比在血吸虫感染后明显上升,和IL-17+CD3-细胞相比,含量较高,且增加较明显,提示肝脏淋巴细胞中CD3+细胞为产生IL-17的主要细胞群;进一步发现感染后IL-17+γδT细胞和IL-17+CD4+T细胞占整个T细胞的百分比之间是没有统计学差别的,但约25%γδT细胞产生IL-17,其比例远高于CD4+T细胞和NKT细胞,且肝脏IL-17+γδT细胞中IL-17的平均荧光强度最高。Anti-IL-17组和同型对照组相比,肝脏外观炎症有所缓解,HE染色以及统计结果也表明肉芽肿明显减小,同时,纤维化的检测也表明anti-IL-17组纤维化有所缓解,为IL-17可能参与、调节肉芽肿病变提供了有力的证据。Anti-IL-17组中SEA特异性IgG和同型对照组相比有所增加,但是IgE含量变化不明显,表明IL-17可能抑制了SEA特异性IgG的产生,但是对IgE影响较小。二、日本血吸虫感染C57BL/6小鼠肺脏中Th17的动态分布以及特点建立日本血吸虫人工感染C57BL/6小鼠模型,于感染后6w左右剖杀,无菌取肺脏,分离肺脏淋巴细胞,计数,并采用流式细胞术检测CD3+和CD4+CD3+细胞百分含量以及绝对数目;用双抗体夹心ELISA法检测正常对照组与感染组中IFN-γ,IL-4,IL-17水平。检测感染后产生IFN-γ,IL-4,IL-17的CD3-细胞和CD3+细胞含量。流式细胞术检测不同细胞亚群(CD4+T,CD8+T,NKT,γδT细胞)产生IFN-γ,IL-4,IL-17的情况;动态观察CD4+T细胞在感染后0、4、5、6、7w产生IFN-γ,IL-4,IL-17的含量。Th17细胞共表达IFN-γ,IL-4,IL-5,IL-9,IL-10的水平。通过HE染色检测肺脏组织的肉芽肿炎症反应的变化。结果表明C57BL/6小鼠感染日本血吸虫后,肺脏淋巴细胞有所增加,且CD3+细胞和CD4+细胞在感染后百分比以及含量都增加明显。ELISA结果表明IFN-γ,IL-4,IL-17蛋白含量在感染后增加。感染后CD3+细胞产生的IFN-γ,IL-4,IL-17增加明显,且CD3+IFN-γ+,CD3+IL-4+,CD3+IL-17+细胞百分比都高于相应的CD3-细胞。CD4+细胞产生IL-17的含量高于其他亚群。IL-17+CD4+细胞的动态分布图表明在感染后其持续增加;Th17细胞分泌的IL-4和IL-5水平较其他细胞因子高,且几乎不分泌IL-9,IL-10。在感染过程中产生的IL-17加强了肺脏中肉芽肿炎症,表明IL-17可能加重了日本血吸虫感染的肺脏的病原性的产生。总而言之,本研究描述了C57BL/6小鼠感染日本血吸虫后肝脏和肺脏中细胞因子IL-17的特点和作用。我们发现日本血吸虫感染后肝脏和肺脏中IL-17的含量明显提高,肝脏中IL-17可能主要由γδT细胞产生,而肺脏中的IL-17由Th17细胞分泌。IL-17的表达水平与血吸虫感染诱导的肉芽肿炎症的严重程度以及纤维化程度密切相关;阻断IL-17的治疗可能成为减轻、治疗血吸虫虫卵肉芽肿病变的有效途径。我们的研究完善了日本血吸虫感染小鼠模型中Th细胞因子的变化规律,丰富了血吸虫肉芽肿病变的免疫调节机制。
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