【摘 要】
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在组织、器官移植中,遇到的最大难题之一是免疫排斥。血液是结缔组织,输血的本质是一种非长期存活的组织移植。如何解决同种免疫排斥问题,各国学者作了大量工作。克服免疫排斥有多种方法,比如抑制受者的免疫功能、去除供者引起免疫排斥的抗原、切断补体激活途径、清除受者体内引起免疫排斥的抗体等。多种手段的综合运用可大大提高移植物在受者体内的存活时间。使用大分子化学材料—mPEG对供者组织、器官的细胞抗原遮蔽,避免
【基金项目】
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国家高技术研究发展计划(863计划);国家重点基础研究发展计划(973计划);
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在组织、器官移植中,遇到的最大难题之一是免疫排斥。血液是结缔组织,输血的本质是一种非长期存活的组织移植。如何解决同种免疫排斥问题,各国学者作了大量工作。克服免疫排斥有多种方法,比如抑制受者的免疫功能、去除供者引起免疫排斥的抗原、切断补体激活途径、清除受者体内引起免疫排斥的抗体等。多种手段的综合运用可大大提高移植物在受者体内的存活时间。使用大分子化学材料—mPEG对供者组织、器官的细胞抗原遮蔽,避免受者免疫系统攻击是一种简单可行的方法,可望使移植物能更好地在受者体内存活。到目前为止,国内外尚未见用mPEG来修饰引起免疫排斥的人类白细胞抗原(HLA)即主要组织相容性抗原的报道。本研究首次探讨mPEG遮蔽HLA技术,探讨mPEG化学修饰的生物学意义及机理,且将该法运用于“通用血小板”的研究开发工作中。 一、方法学研究 研究mPEG修饰HLA抗原的方法及影响因素,确定最佳修饰工艺。使用三种具有不同化学活性功能团的mPEG(mPEG-SPA、mPEG-BTC、mPEG-MAL)在不同温度、不同pH的PS条件下对指示细胞—HLA-A2淋巴细胞进行修饰。用微量淋巴细胞毒试验检测修饰效果,并按析因分析设计方法对实验条件进行优化。结果显示mPEG-BTC在22℃,pH 7.4的PS介质中,采用浓度梯度法可以完全阻断HLA-A2抗原与其相应抗体间的特异性结合。建立了最佳工艺流程。 二、修饰对细胞生物学功能的影响 研究mPEG-BTC对HLA-Ⅰ、Ⅱ类抗原、CD分子的修饰效果。为了便于观察,以淋巴细胞为修饰对象,并对淋巴细胞修饰后的功能进行评价。利用微量淋巴细胞毒试验和单向混合淋巴细胞培养分别检测mPEG-BTC对HLA-Ⅰ、Ⅱ类抗原的修饰效果;利用电镜观察修饰前后淋巴细胞的形态;通过淋巴细胞转化试验及培养上清液IL-2含量的检测评价淋巴细胞的增殖、分化及分泌功能;检测淋巴细胞表面CD分子评价淋巴细胞的抗原识别功能;体外保存淋巴细胞检测其寿命;对淋巴细胞染色体分析,评价mPEG对细胞遗传物质的影响。结果显示mPEG毛TC可以阻断HLA介导的特异性免疫反应,大大减低CD分子在淋巴细胞上的表达。mPEG一BTC修饰前后淋巴细胞的形态、寿命及遗传物质无明显改变,修饰后淋巴细胞的抗原识别、增殖、分泌功能有不同程度的降低。 三、mPEG修饰的分子机理研究 研究不同mPEG修饰HLA抗原产生效果差异的机制。采用SDS一PAGE分析不同mPEG对抗原的修饰能力;用模建的HLA抗原三维结构研究修饰的机理。mPEG一BTC可完全阻断HLA抗原与其相应抗体的特异性结合,mPEG一SPA可有效阻断HLA抗原与其相应抗体的结合,而mPEG一MAL则无阻断作用。mPEG对HLA抗原的修饰与暴露于HLA立体构象表面的氨基酸种类密切相关。mPEG一MAL可与含硫的氨基酸一Cys结合,在HLA的三维立体结构中Cys几乎全部被其它氨基酸所包裹,仅在抗原凹槽侧面较深的部位有极少量表达,故mPEG一琳L无法与CyS有效结合,表现出mPEG一MAL对HLA抗原无阻断能力的血清学特点。LyS在HLA三维立体构象中暴露于HLA抗原表面,mPEG一S以可与其有效结合,在HLA抗原表面形成水化膜,从而有效阻隔HLA抗原与其相应抗体的结合。而mPEG一BTC可与所有氨基酸结合,在更大范围内形成水化膜,可以取得更好的阻断效果。 四、通用血小板的研究 研究mPEG一BTC修饰HLA抗原工艺的主要目的之一是探讨制备通用血小板的可行性。血小板抗原(HLA,HPA等)不合可导致临床输注血小板无效,而导致血小板输注无效的主要抗体是HLA抗体,对血小板HLA抗原进行修饰可制备通用血小板以提高血小板输注的安全、有效水平及节约血源。在22℃,pH 7.4的Ps介质中,采用浓度梯度法用mPEG一BTC修饰人血小板表面的HLA抗原,分别用修饰前、后的血小板吸收血清中相应的HLA抗体,通过微量淋巴细胞毒试验检测化学修饰效果。并对修饰后血小板的粘附、聚集、分泌等功能进行评价。以中国白兔、食蟹猴为实验动物模型,观察通用血小板的安全性与效果。结果显示经mPEG修饰后的血小板不吸收血清中相应HLA抗体。经mPEG修饰的血小板粘附、聚集功能有所增强,分泌功能不受影响。实验动物输注mPEG修饰的人血小板后无不良反应,24h血小板升高指数及血小板回收率显示mPEG修饰的血小板输入到试验动物体内是有效的。
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