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器官移植是治疗终末期器官衰竭的首选治疗方法。在我国,每年因终末期衰竭需要器官移植的患者大约有30万人。而各种类型的排斥反应又是移植领域的最核心的问题,也是影响移植物和患者存活时间的根本原因。尽管有全面的术前检查以及完善的免疫抑制剂治疗方案,但排斥反应仍然不能避免。肾移植术后发生的排斥反应可根据发病的时间分为超急性排斥反应、加速性排斥反应、急性排斥反应以及慢性排斥反应。而其中最多见的排斥反应是急性排斥反应。因而预防、诊断、治疗急性排斥反应显得尤为重要。髓系抑制细胞(Myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)是近年来发现的一群骨髓来源异质性细胞,由一群不成熟的前体细胞所组成。在病理条件下,如肿瘤、感染、自身免疫性疾病、炎症反应等条件下能够大量出现,有很强的免疫抑制作用,在移植免疫领域有很大的应用潜能。其抑制机制与精氨酸酶1(Arginase1,Arg1)、诱导性一氧化氮合酶(Inducible Nitric Oxide Synthase,i NOS)、血红素氧合酶-1(Heme Oxygenase-1,HO-1)上调,增加微环境中氧自由基(Radical Oxygen Species,ROS)的含量,诱导调节性T细胞(Regulatory T cells)增殖以及抑制CD8+T细胞的迁移并促进其凋亡相关。但也有报道MDSCs除存在免疫抑制功能外,也存在促进TH17细胞分化的潜在能力。目前虽然有一定数量的研究针对MDSCs与器官移植,但针对急性排斥反应中MDSCs的变化情况鲜有报道,同时在MDSCs促进TH17细胞分化的方面也存在很大争议。实验目的:(1)研究肾移植术后急性排斥反应患者体内MDSCs的变化;(2)研究Arg1在急性排斥模型中对MDSCs的影响;(3)探究MDSCs在移植免疫抑制中的应用。实验方法:(1)收集临床数据,留取肾移植术后急性排斥反应患者外周血,应用流式细胞术分析MDSCs的变化情况;(2)利用Arg1Mye KO小鼠皮肤移植模型,研究在MHC全错配条件下,Arg1条件性敲除对MDSCs以及移植物排斥反应的影响;(3)利用小鼠皮肤移植模型,探讨体外培养MDSCs在移植免疫抑制中的应用。实验结果:(1)肾移植术后急性T细胞介导的排斥反应患者外周血中MDSCs的比例较肾移植术后未发生排斥患者升高(p<0.001),但两组患者血浆中IL-17A水平无明显差别(p>0.05)。(2)肾移植术后急性排斥反应发生后移植物中有大量MDSCs浸润;(3)在MHC全错配的小鼠皮肤移植模型中,与对照组B6 WT相比,Arg1Mye KO小鼠皮肤移植物生存时间延长(p<0.01),但DST未能进一步延长Arg1Mye KO小鼠皮肤移植物生存时间(p>0.05);两组小鼠皮肤移植术后外周血中MDSCs比例在术后第5天较术前明显升高(p<0.01),其后开始下降并达到术前水平(p>0.05),且两组间同一时间点无明显差别(p>0.05),而脾细胞中MDSCs的比例无明显变化,且在体外实验中表现出明显的抑制T细胞增殖作用(p<0.05),但两组间无明显差别(p>0.05);随着移植后时间达到10天,两组小鼠脾细胞中CD3+CD8+的T细胞比例明显升高(p<0.05),两组间无统计学差异(p>0.05);在回流淋巴结中Arg1Mye KO小鼠皮肤移植术后第10天与第5天相比,CD3+CD4+、CD3+CD8+的T细胞比例均下降(p<0.05),而B6 WT小鼠存在下降趋势,但无统计学意义(p>0.05),两组小鼠相同时间点无统计学差异(p>0.05);两组小鼠在相同时间点回流淋巴结中TH17细胞比例无明显差别(p>0.05);两组小鼠皮肤移植术后外周血中Treg比例在术后第5天较术前明显升高(p<0.001),其后开始下降并达到术前水平(p>0.05),且两组间同一时间点无明显差别(p>0.05),而脾细胞中与回流淋巴结中Treg比例均无明显变化(p>0.05);皮肤移植术后第5天,Arg1Mye KO组小鼠血清中IL-17A水平低于B6 WT组(p<0.05);q RT-PCR结果显示,Arg1Mye KO小鼠脾细胞中Inos表达量较B6 WT组升高,而术后第10天,Ifng表达量、Rorc表达量以及Il17a表达量均较对照组低(p<0.05);石蜡切片及皮肤移植物流式浸润细胞流式分析均显示在移植物中存在大量MDSCs浸润。(4)通过粒细胞-巨噬细胞集落细胞刺激因子(Granulocyte Macrophage Colony Stimulating Factor,GM-CSF)与IL-6诱导B6 WT及Arg1Mye KO小鼠骨髓来源的MDSCs在体外存在相同程度的免疫抑制作用;将体外诱导的MDSCs回输并建立MHC全错配小鼠皮肤移植模型,未延长移植物生存时间(p>0.05)结论:(1)肾移植术后急性排斥反应可导致外周血MDSCs比例明显上升;(2)Arg1Mye KO可以促进皮肤移植物生存时间延长,可能与Arg1Mye KO MDSCs的Inos表达量增加以及抑制T细胞表达炎症因子方面作用增强相关;(3)Arg1条件性敲除后脾细胞中Inos表达水平增高,Ifng、Rorc及Il17a表达水平降低;(4)急性排斥反应发生后MDSCs能够在移植物中大量浸润;(5)GM-CSF联合IL-6诱导骨髓产生的MDSCs体外能够抑制T细胞增殖;回输骨髓来源的MDSCs至MHC全错配皮肤移植小鼠未明显诱导皮肤移植物生存期延长。