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免疫性血小板减少性紫癜(ITP)是一种器官特异性的自身免疫性疾病,主要症状是体内的血小板被机体自身产生的抗血小板抗体破坏,同时血小板的生成也受到了抑制。此病在临床上主要表现为皮肤与粘膜的淤血、受到创伤后血流不止、严重的还会导致颅内出血。ITP确切致病机理至今尚未明了。由于致病机理不明,临床上尚无有效而没有毒副作用的治疗方法,很多病人不得不切除脾脏以维持生命,生活质量受到严重损害。实际上,虽然人类及哺乳动物血小板数量的平衡对于阻止微小伤口的出血及免疫方面有很重要的功能,但是调节血小板数量的确切分子机制仍然还不清楚。
不仅治疗ITP存在一定的难度,甚至研究ITP治疗方法本身由于某些原因也非常复杂。利用动物模型来研究ITP的治疗方法及发病机理将会使问题变得简单一些,目前已经建立了一些血小板减少性紫癜的动物模型,包括以免疫机制介导的ITP动物模型以及非免疫机制介导的ITP动物模型。但是到目前为止,仍然没有一种理想的动物模型能够完全模拟人类疾病发病的全部过程。
本项研究中,通过探索建立了两种以免疫方式介导的ITP小鼠模型。首先利用免疫学中交叉反应原理建立了一个小鼠ITP疾病模型,分离Wistar大鼠的血小板,按照一定的免疫程序注射129/sv小鼠。注射大鼠血小板后,从第7天开始,小鼠的血小板开始下降,直到14天的时候,小鼠的血小板下降到了最低值。该模型(模型一)和人类ITP发病形式较为接近,它能反映出自身抗体产生的过程。在进一步摸索模型一最优化试验条件的同时,另外又利用豚鼠制造了豚鼠抗Balb/c小鼠血小板抗体,然后将抗血小板抗体注射给Balb/c小鼠,制造出了更为有效的ITP小鼠模型(模型二):当小鼠接受特定剂量的抗体注射后,小鼠血小板数量在4h就下降到几乎检测不到的状态,在最低状态时保持了44h,在注射抗体72h后血小板开始回升,并且在注射抗体144h后血小板的数量达到了最高点,在经过了第二次血小板数量波动后,最后在408h的时候达到平衡。该项结果表明,至少在小鼠中,血小板在受到损害后机体能够立即启动补偿机制来加速血小板生成,直到其数量达到保护机体防止出血的水平。由于血小板的生成涉及骨髓造血干细胞的生成和一系列的细胞分化过程,包括巨核细胞条件分化调节,这是一个极为重要和复杂的血液生物学过程。本研究建立的是高度可重复的血小板人为降低的小鼠模型,这种模型使血小板数量下降的程度很明显。
利用建立的小鼠ITP模型二平台,选择了一组已有证据证明参与血小板生成调节的基因,同时观察其在血小板生产过程中基因的动态表达变化。本研究中采用半定量RT-PCR的方法,检测了CD41、c-myb、c-mpl、caspase-3、caspase-9、GATA-1和Bcl-xl这些基因在血小板数量波动的7个不同时期的脾脏和骨髓中mRNA表达。同时采用Western blot和免疫组织化学的方法检测了这些基因在骨髓和脾脏中蛋白表达的变化,力图找到除了血小板生成素(thrombopoietin,简称TPO)以外的保持血小板数量平衡的因子。TPO在本研究中没有检测,因为预实验发现该基因的mRNA表达产物主要在肝脏表达,在骨髓和脾脏组织中检测不到。重复多次的实验结果表明,上述7个基因的mRNA水平的变化和血小板数量变化有非常明显的相关性,其中所有上述7个基因的mRNA在骨髓组织中的表达谱与在脾脏中的完全相反:在144h的时候,也就是当外周血中血小板数量最多的时候,骨髓中这7个基因的转录本都没有检测到。同样在这个时间,除了CD41,脾脏中这些基因的表达反而是升高的。Western blot的试验表明骨髓中caspase-3、GATA-1的蛋白变化与mRNA的表达变化是一致的,都是在外周血小板数量最多的时候,骨髓中的蛋白表达下调到最低的程度。在外周血小板数量不同的时间骨髓中c-myb蛋白的表达没有很明显的变化。免疫组化的结果表明免疫后144h脾脏中GATA-1、caspase-3、caspase-9、Bcl-xl这些蛋白在外周血小板数量最多的时候表达量都是升高的,而c-myb、c-mpl、CD41这些蛋白在免疫后144h的表达量与正常相比没有明显变化。因为骨髓是血小板生成的部位,而脾脏是血小板被破坏的部位。当血小板最多的时候,骨髓中的基因下调表达来抑制血小板的生成,而脾脏中的基因上调发挥作用来使多余的血小板被降解掉。据此初步认为caspase-3、GATA-1是与血小板的生成有关,而caspase-3、caspase-9、GATA-1、Bcl-xl与血小板的降解有关。综上所述,caspase-3、GATA-1与维持血小板在一个稳定状态有关。当然这些初步结果还需要近一步的试验来验证。
本试验建立的ITP小鼠模型为今后通过实验观察小鼠血小板是如何回复到原来水平,以及有哪些基因参与调控血小板数量提供了一个宝贵的研究平台,也为ITP的发病机理及药物治疗的研究提供了可以继续研究的试验模型。同时利用疾病模型初步认定了模型中与血小板数量保持平衡的相关因子,为ITP的进一步研究提供了一些可以参考的试验依据。