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目的:通过体内、外实验证实骨髓间充质干细胞(bone mesenchymalstromal ceils,BMSCs)对实验性自身免疫性重症肌无力(Experimental Autoimmune Myasthenia Gravis,EAMG)的治疗作用并阐述相关机制。
方法:1、以含有大鼠来源的AChRa97-116(DGDFAIVKFTKVLLDYTGHI)多肽片段、弗式不完全佐剂、结核菌素的混合乳剂,尾根部免疫健康Lewis大鼠,建立EAMG实验动物模型。依据Lennon评分法及体重监测,对模型的建立情况予以评定,并设置CFA对照组、EAMG模型组、BMSCs移植治疗组。2、全骨髓贴壁法提取、扩增健康Lewis大鼠胫骨、股骨内的BMSCs,并以EAMG实验动物模型为研究对象,在二次免疫的同时,以同种异体BMSCs 107/只尾静脉移植,依据Lennon评分法及体重监测,初步评定BMSCs尾静脉移植治疗EAMG大鼠模型的效果;同时,H3增殖实验法检测三组大鼠T淋巴细胞的增殖能力,ELISA法检测各组大鼠血清中IL-4、IL-6、IL-17及IFN-γ的含量,流式细胞仪法检测各组大鼠T淋巴细胞中Thl、Th2、Thl7及Treg细胞亚群的分布情况,进一步证实BMSCs尾静脉移植对EAMG模型大鼠的治疗效果;此外,以PKH-67对BMSCs进行膜标记后,以同样的方式移植给EAMG模型大鼠,移植后7天,取大鼠各部分组织制作冰冻切片,荧光显微镜下观察,进行BMSCs示踪。3、免疫磁珠法提取、分离AChR特异性T、B淋巴细胞,并分别以T:BMSCs=10:1,B:BMSCs=1:1的比例进行体外共培养,同时分别以1-甲基-左旋色氨酸(1-methyl-L-tryptophaN,1-MT)、抗转移生长因子-beta (transforming growth factor-β,TGF-β)抗体封闭BMSCs分泌的吲哚胺二、三双加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO)和TGF-β,采用H3增殖试验法检测不同处理组T、B细胞的增殖能力,ELISA法检测不同处理组T细胞培养上清中IL-4、IL-6、IL-17及IFN-γ等 细胞因子的表达,B-ELISPOT法检测,BMSCs共培养后AChR特异性B细胞抗体分泌能力的变化,流式细胞仪法检测T细胞分群、B及BMSCs表面标志的表达变化等,从机制上探讨BMSCs对EAMG的治疗效果及可行性。
结果:体内实验:1、与CFA对照组相比,EAMG模型组大鼠Th1与th17细胞的比例升高(PTh1<0.001,Pth17<0.001),Th2、Treg细胞的比例降低(PTh2<0.05,Ptreg<0.01),而BMSCs移植则降低了Th1、Th17这两种炎性细胞的比例(Pthl<0.05,Pth17<0.05),而提高了保护性细胞亚群Th2、Treg的比例(PTh2<0.05,Preg<0.05);2、BMSCs移植组大鼠T细胞对AChR多肽片段的增殖活性降低(P<0.01);3、CFA组与EAMG模型组相比较,血清中IFN-γ、IL-17表达量无显著性差异,而IL-4明显高于EAMG组(PIL4<0.001),IL-6反之(Pu-6<0.01),BMSCs治疗组大鼠血清中IFN-γ、IL-17、IL-4均明显高于EAMG模型组(PIFN-γ<0.05,PIL-17<0.05,PIL4<0.001);而IL-6则明显降低(PIL-6<0.001);4、以PKH-67绿色荧光标记的BMSCs示踪实验发现,BMSCs向脾、胸腺等淋巴器官趋化。
体外共培养实验:1、ELISA结果显示,单纯培养的AChR特异性T淋巴细胞INF-γ、IL-17、IL-6等致病性因子的表达高于BMSCs共培养组(PIFN-γ<0.01,PIL-17<0.05,PIL6<0.05),IL-4的表达则低于BMSCs共培养组(PIL4<0.01),而流式结果显示,单纯培养的AChR特异性T淋巴细胞Th1、Th17亚群的比例明显高于与BMSCs共培养组(PTh1<0.01,PTh17<0.01),Th2、Treg细胞亚群的比例则低于BMSCs共培养组(PTh2<0.001,Ptreg<0.001),而分别以抗TGF-β抗体及1-MT药物拮抗后,能在一定程度上抑制BMSCs的这种免疫调节作用,p值均小于0.05,有统计学意义;2、BMSCs能抑制AChR特异性T、B细胞增殖的能力(PT<0.001, PB<0.01),而抗TGF-β抗体及1-MT能不同程度地逆转BMSCs的这种抑制作用,p值均小于0.05,有统计学意义。3、此外,BMSCs能降低EAMG-B细胞抗AChR抗体的分泌(P<0.001),而这种现象同样能被抗TGF-β抗体及1-MT所逆转,p值均小于0.05,有统计学意义。
结论:1、BMSCs尾静脉移植治疗能有效缓解EAMG的临床症状;2、BMSCs 通过逆转EAMG中Th1/Th2/Th17/Treg四种辅助性T细胞亚群的失衡状态起到免疫治疗效果;3、BMSCs能够抑制AChR特异性T、B细胞的增殖活性,降低AChR特异性B细胞的抗体分泌能力;4、BMSCs对EAMG的免疫调节功能是部分通过分泌TGF-β和IDO抑制性因子来完成的;5、BMSCs尾静脉移植后主要向淋巴细胞聚集的淋巴器官趋化,可能是通过在该处的聚集进而作用于免疫细胞、行使其免疫调节功能的。