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研究背景:人体免疫系统具有识别自我、抵御外来抗原的入侵,保护机体免受有害物质的侵扰的能力,但是,在某些特殊的情形下,比如器官移植,则希望机体能够在接受供体器官的同时,仍然保持对其他病原体的防御能力,即建立“供体特异性免疫耐受”(donorspecificimmunetolerance)状态。妊娠期间母体接受带有父系抗原的胎儿,同时保留有抗感染的免疫力,就是自然界中的天然耐受状态,称之为“母胎耐受”。人们一直希望通过对这一耐受机制的研究来开拓临床移植耐受的建立方法。从大量的临床和实验研究中,人们认识到某些自身免疫病的发生、发展存在性别差异,如多发性脊髓硬化,类风湿性关节炎等多见于女性,而在妊娠期间,其症状可减轻,妊娠期间与性别相联系最显著的改变,就是雌激素水平变化。因此,雌激素可能在母胎耐受过程中发挥重要调控作用,该课题观察雌激素对体外混合淋巴细胞培养体系中细胞成分和细胞因子表达的影响;同时观察临床不同孕期CD4+CD25+T细胞,以及相关免疫分子的表达,初步探讨雌激素在母胎耐受中发挥免疫调节作用的可能机制,以期进一步为诱导“供者移植抗原特异性耐受”提供新的思路。
材料和方法:体外实验:无菌制备C57BL/6小鼠脾细胞作为反应细胞,用羧基荧光素乙酰乙酸标记后,分别与ConA,经丝裂霉素C处理的BALB/C小鼠脾细胞混合,进行淋巴细胞转化实验和混合淋巴细胞培养,48小时后加入17-β-雌二醇(Dimenformon,E2),继续培养24小时,收集细胞,经荧光抗体标记后,用流式细胞仪检测反应细胞的增殖,培养体系中CD4+CD25+细胞、NKT细胞、TH1/TH2的变化;并用流式细胞仪分选出该系统中的CD4+CD25+细胞、NKT细胞,用Alamarblue检测这两种细胞对体外混合淋巴细胞培养中细胞增殖的影响;将所选NKT细胞体内输注后,观察其对小鼠皮肤移植物存活时间的影响;用Real-timePCR方法检测雌激素处理后混合淋巴细胞培养体系中Foxp3mRNA的表达,应用酶联免疫吸附实验检测IL-2,IL-6,IL-10以及TNF-α的表达。
临床观察部分:收集不同孕期孕妇和习惯性流产者的外周血,检测CD4+CD25+细胞比例;收集不同孕期人工中止妊娠或足月分娩者的胎盘/绒毛组织,免疫组织化学方法检测CTLA-4,IDO,Nrp1,PR、ER、CXCR4/SDF-1等的表达,并用Western进行定量分析,原位杂交检测Foxp3在孕期胎盘/绒毛中的表达。
结果:体外实验发现:与雌激素共培养后,混合培养体系中CD4+CD25+T细胞、NKT细胞的比例升高,TH1/TH2比例降低;并且经体外刺激获得的CD4+CD25+T细胞、NKT细胞均具有抑制反应细胞的增殖的功能,其中NKT细胞体内输注后,可延长同种小鼠皮肤移植物的存活时间;与雌激素共培养后,混合培养体系中Foxp3表达升高,IL-2、IL-6、TNF-α表达降低,IL-10表达升高。
本实验临床标本检测发现,孕期外周血中CD4+CD25+T细胞比例呈周期性改变:孕早期升高,中期最高,分娩时降至最低,低于非妊娠妇女,习惯性流产者与分娩时的比例接近;胎盘/绒毛组织中CD4+CD25+T细胞功能相关的分子,如Foxp3,CTLA-4,IDO,Nrp1等的变化趋势与CD4+CD25+T细胞变化一致。CXCR4/SDF-1表达与以上因子变化趋势一致。PR表达变化类似。ER在孕期表达增加,流产者表达较弱。
结论:(1)雌激素可在体外诱导CD4+CD25+T细胞、NKT细胞产生;(2)经雌激素刺激的CD4+CD25+T细胞、NKT细胞在体外可抑制混合淋巴细胞培养体系中反应细胞的增殖,其中NKT细胞具有体内免疫抑制功能;(3)雌激素可促进混合淋巴细胞培养体系中Foxp3的表达;促进IL-10的表达,抑制IL-2、IL-6、TNF-α表达,使细胞因子分泌向Th2型偏移。孕期孕妇体内雌激素水平升高,可能通过以上途径维持母胎耐受,NKT细胞可能在母胎耐受中发挥重要的调节功能。
本实验建立了雌激素体外诱导具有免疫调节功能的CD4+CD25+T细胞、NKT细胞的方法。后者较文献报道的方法简单、实用,可能具有潜在的临床前应用价值。