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未成熟树突状细胞治疗小鼠克罗恩病要点

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・388・主堡塞堕处型苤查!Q!!生!旦箜!!鲞箜!塑堡塾i!』垦!P曼!丛:里尘婴型垫!鱼:!尘:箜z塑!:兰・实验研究・未成熟树突状细胞治疗小鼠克罗恩病曾放孙华文刘顺孙科明杨厚涞吴红学作者单位:430060武汉大学人民医院胃肠外科消化系统疾病湖北省重点实验室通信作者:孙华文,Email,Sunhuawen888@163.cornDOI:10.3760/cma.j.issn.1001-9030.2016.02.033【摘要】目的观察小鼠骨髓来源的未成熟树突状细胞(imDC)对2,4,6一三硝基苯磺酸(TNBS)诱导出的克罗恩病小鼠模型的治疗作用,探讨其缓解小鼠克罗恩病的作用机制。方法40只小鼠随机分为4组,每组10只,分为对照组、TNBS组、imDC组和成熟树突状细胞(mDC)组,除对照组予以乙醇灌肠外,其余3组都予以乙醇.TNBS混合溶液灌肠造模,在灌肠前后各1d经尾静脉注射磷酸盐缓冲液(PBS)或者细胞进行干预,对照组和TNBS组尾静脉注射PBS,imDC组尾静脉注射imDC,mDC组尾静脉注射mDC进行干预。每天观察小鼠的一般状况,于造模第7天后处死小鼠,分别行疾病活动指数(DAI)、结肠病理组织学(TDI)和结肠大体形态损伤指数(CMDI)评分,用酶联免疫吸附试验(ELISA)法分析小鼠结肠组织白细胞介素一10(IL.10)、转化生子因子.B(TGF.B)的表达,Westernblot分析小鼠结肠组织叉头彬翅状螺旋蛋白3(Foxp3)蛋白的表达。结果TNBS组的DAI、CMDI、TDI的评分别为(5.420-+0.326)、(4.923±0.226)、(7.200±0.851)分,较对照组明显升高,差异有统计学意义(P<0.01),结肠组织抗炎因子IL一10和TGF—B分别为(6.103±1.140)、(21.164±3.252)ng/L,调节性T细胞(Treg)转录因子Foxp3的相对表达量为0.4392±0.0459,较对照组明显降低,差异有统计学意义(P<0.01);imDC能显著降低小鼠DAI、CMDI、TDI评分,下调抗炎因子IL・10和TGF-B和转录因子Foxp3的水平;mDC则显著升高小鼠DAI、CMDI、TDI评分,降低抗炎因子IL—lO和TGF・B和转录因子Foxp3蛋白的水平,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论本实验成功地制作出了小鼠克罗恩病模型,并证明mDC能明显缓解小鼠克罗恩病模型的进程,而诱导Treg的产生可能是其缓解炎症的机制之一。【关键词】树突状细胞;克罗恩病;免疫耐受;调节性T细胞基金项目:国家自然科学基金(81170368)TheroleofimmaturedentritictenonCrohn’smo吣emodel压硝Fang,SunHuawen,LiuShun,SunKeming,Ya硝胁ulai.耽舶ngxueDepartmentofGastrointestinalSurgery,RenminHospitalWuhanUniversity,KeyLaboratoryofHubeiProvincebrDigestive跏把mDue嬲e。Wuhan钌蝴.C^inaofco玳唧以i,曙a以hor:SunHuawen,Entail:Sunhuawe,谲船@163.COllZ【Abstract】0bjectiveToinvestigatetheeffectofimmaturedentriticcell(imDC)ontheCrohn’smicemodelsinducedby2,4,6一trinitrobenzenesulfonicacid(TNBS).MethodsThemousewereran—domlydividedinto4groups:normalgroup,TNBSgroup,immaturedentriticcell(imDC)group,maturedentriticcell(mDC)group.Theotherthreegourpswereadministered50%ethan01/TNBSvainanusex—ceptcontrolgroup,Eachgroupwasinjectedsalineorcellsviatailveinbeforeandafteradministrationofanusenema.ControlgroupandTNBSgroupwereinjectedsaline.imDCgroupwasinjectedimDC.mDC—groupwasiniectedmDC.Thenweobservethegeneralsituationofmurine.Afteroneweek.thediseaseac—tivityindex(DAI),tissuedamageindex(TDI)andcolonmacroscopicdamageindex(CMDI)wereevalu—ated,thecolonlevelofinterleukin一10(IL一10),transforminggrowthfactor—B(TGF—B)determinedbyenzyme—linkedimmunosorbentassay(ELlSA).Thelevelofcolonforkhead/wingedhelixprotein3(Foxp3)proteinwasdeterminedbyWesternblotting.ResultsThescoresofDAI.CMDI.TDIinTNBSgroupwere5.4204-0.326,4.9234-0.226,7.2004-0.851,incresedsignificantlycomparedwithcontrolgroup(P<0.01).AndthecolontissuelevelofIL一10,TGF—Bproteinwere(6.103±1.140),(21.164±3.252)ng/L,therelativelyexpressionofproteinwas0.4392±0.0459.decresedsignificant—lycomparedwithcrotr01group(P<0.01).ImDCcansignificantlydecreasethescoresofDAI,CMDI,TDIandincresethecolontissuelevelofIL—10。TGF—B,Foxp3protein(P<0.05).ButthemDCin.creasedthescoresofDAI,CMDI,TDIanddecresethecolontissuelevelofIL一10,TGF—B。Foxp3pro.tein(P<0.05).ConclusionWesuccsefullyinduceCrohn’smicemodelsby’rNBS.AndobsevetheimDCcansignificantlyinhabitintestinalinflammationinCrohn’smicemodelsandthemechanismofim一万方数据史堡塞验窆E整盘查!Q!鱼生!旦筮塑鲞筮!塑垦i垫』坠E!!垡:堡垒型!翌!Q!!:!尘:塑:盟!:!mune・389・toleranceinducedbyimDCmightbeinhibitTlymphocytesresponsivenessbyregulatoryTcells.cell;Crohn’sdisease;Immunetolerance;RegulatoryTcellsFundprogram:NationalNatureScienceFoundationofChina(81170368)【Keywords】Dendritic炎症性肠病分为克罗恩病和溃疡性结肠炎,是一种慢性反复发生的消化道炎症性疾病,尽管到目前为止其病因尚未明确,但是可以明确的是中心和外周免疫系统的紊乱是导致其发生发展的重要因素…。以小鼠为模型的实验性结肠炎是一种广为认可的以辅助性T细胞l(1111)为主导的克罗恩病模型,用2,4,6一三硝基苯磺酸(TNBS)灌肠法可以制备出与人类相似的疾病模型怛1。树突状细胞(DC)是体内最强的抗原提呈细胞,是连接固有免疫和特异性免疫的重要桥梁。目前研究发现DC的免疫应答到底是导致免疫失能还细胞(mDC)高表达主要组织相容性复合体Ⅱ类分子(MHC.Ⅱ)和共同刺激分子CD80、CD86,可诱导CD4+细胞(imDC)低表达MHC一11和共同刺激分子CD80、CD86,可能导致免疫失能∞J。有研究表明,后者的作用机制可能为诱导CD4+T细胞向调节性T细胞(Tregs)分化,而Tregs分泌免疫抑制因子白细胞介素-10(IL-10)、转化生子因子一p(TGF—p),导致外周免疫耐受HJ。我们通过TNBS灌肠法制作出小鼠克罗恩病的模型,经尾静脉输注制备的同种小鼠骨髓来源的mDC和imDC,通过评价各组小鼠的疾病指数,检测相关抗炎因子,探讨成熟与未成熟的DC对小鼠克罗恩病模型的作用以及作用机制。材料与方法1.材料:6~8周龄雌性BALB/e小鼠50只,购于武汉大学动物实验中心[许可证号:SCXK(鄂)2014—司,为5%(W/V)的水溶液;重组小鼠白细胞介素4(rmlL4)和重组粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(rmGM.CSF)购于Peprotech公司;脂多糖(LPS)购于Sigma公司;三氢一吲哚菁型染料(PE—cy7)标记的抗鼠CDllC抗体、藻红蛋白(PE)标记的抗小鼠CD80、藻蓝蛋白(APC)标记的抗小鼠CD86、异硫氰酸荧光素(FITC)标记的MHC.11购于美国BD公司;IL-10、TGF.B酶联免疫吸附试验(ELISA)检测试剂盒购于R&D公司;叉头彬翅状螺旋蛋白3(Foxp3)抗体购于武汉三鹰公司;设备:FACScalibur流式细胞仪(美国BD公司)、倒置相差显微镜(日本奥林巴斯公司,IX71)。2.小鼠骨髓源imDC和mDC的制备及鉴定:(1)万方数据细胞的分离及培养:将BALB/c小鼠颈椎脱臼法处死,参照文献[5]的步骤稍加改进,收集骨髓单个核细胞,加入含有10%胎牛血清的RPMI1640培养基,调整密度为1×109/L,每孔4m1培养基,添加细胞因子rmlL4(10肛g/L)和rmGM—CSF(10斗g/L),分布于6孑L板中,于37℃、5%CO:培养箱中孵育,第3天取6孔板各孑L悬浮培养基2ml继续放人新的6孔板中,原6孔板及新的6孑L板各加入2ml带细胞因子的新鲜培养基继续培养,于第7天收集的悬浮的和半贴壁细胞为imDC,同时设置对照组,在培养的第6天加入脂多糖(1mg/L),24h后收集的细胞为mDC。(2)形态学检测:每天在倒置相差显微镜下动态观察细胞生长情况。(3)细胞表面标志物的流式细胞仪检测:收集imDC和mDC,调整密度为1×109/L,在100斗l的反应体系中分别加入抗小鼠的PE.cy7.CDllC、PE.CD80、APC.CD86、FITC.MHC.11避光孵育30min后以磷酸盐缓冲液(PBS)洗涤2次,后加入4%多聚甲醛固定后上流式细胞仪检测。3.动物分组及小鼠克罗恩病模型的制备:将40只小鼠随机分为4组,每组10只,分为对照组(50%乙醇灌肠后尾静脉注射PBS);TNBS组(乙醇TNBS混合溶液灌肠后尾静脉注射PBS);imDC组(乙醇TNBS混合溶液灌肠后尾静脉注射imDC);mDC组(乙醇TNBS混合溶液灌肠后尾静脉注射mDC)。参照文献[6]方法稍加改进,给予禁食不禁水饲养24h,灌肠前刺激其应激促进排便后,用3.5F导管(医用石蜡油涂抹)从肛门插入肠道深度约5cm,对照组灌注50%乙醇0.1ml,另外3组灌注TNBS一50%乙醇混合溶液0.1m1(1体积TNBS水溶液与1体积无水乙醇混匀),缓慢注入,拔管后继续保持倒立姿势1min。各组在灌肠前后1d经尾静脉注射PBS或者细胞进行干预,对照组和TNBS组经尾静脉注射100txlPBS,imDC组经尾静脉注射100仙l含1×106个imDC细胞的PBS,mDC组经尾静脉注射100Ixl含1×106个mDC细胞的PBS。4.模型的评价:依据文献[7]评价方法行小鼠的疾病活动指数(DAI)、组织病理学损伤指数(TDI)、结肠大体形态损伤指数(CMDI)评分。5.酶联免疫吸附试验(ELISA)法测定结肠组织抗炎因子IL.10和TGF—B:将结肠组织进行冰PBS冲洗,滤纸拭干后称取10mg结肠组织,加入1mlPBS(pH6.0,内含1仙g抑肽酶、亮肽素胃酶抑素A),用眼科剪剪碎后放入匀浆器进行匀浆,4℃12000g/min离心是诱导免疫主要取决于DC的成熟状态,成熟树突状T细胞向Thl分化,诱导免疫的发生,而未成熟树突状0004],饲养于武汉市第三医院。TNBS购于Sigma公・390・坚生塞堕窆E整盘查!Q!!生!旦簋塑鲞筮!塑堡!也』垦狸!旦垡:旦!坐!盟垫!!:!堂:!!:奠!:120min,取上清液,按ELISA试剂盒说明书检测IL・106.Western0.743)分,较TNBS组明显升高,差异有统计学意义(P<0.01)。4.小鼠结肠组织ELISA法测定IL-10和TGF一13结果:TNBS组小鼠结肠组织抗炎因子IL一10、TGF—p表达和TGF一13的浓度。blot法测定结肠组织Foxp3蛋白的表达:提取结肠组织总蛋白,取50斗g蛋白上样电泳、转膜、封闭,将Foxp3抗体按l:1000稀释,加入相应二抗后室温孵育2h,用增强化学发光法显色、曝光、冲洗、扫描、摄像,采用BandScan对条带进行分析,计算灰度值,以甘油醛一3一磷酸脱氢酶(GAPDH)为内参,计算Foxp3的相对表达量。7.统计学方法:计量数据以均数±标准差(面±s)表示,应用SPSS19.0统计软件分析,采用t检验,以水平较对照组明显降低,差异有统计学意义(P<0.01);imDC组抗炎因子IL一10、TGF—B表达水平较TNBS组明显升高,而mDC组抗炎因子IL-10、TGF-B表达水平较TNBS组明显降低,差异均有统计学意义(P<0.01,表1)。表1各组小鼠结肠组织IL一10、TGF—B含量(n=10,ng/L,元±5)P<0.05为差异有统计学意义。结果1.细胞形态学观察:培养24h后可见大量贴壁细胞,贴壁的单个核细胞均匀分布,2d后有大量集落形成,开始有少量细小突起,5d后细胞集落减少,细胞体积增大,DC从集落中脱落下来,悬浮细胞增多,发丝样突起明显增多,胞浆呈亮黄色(图1)。5.小鼠结肠组织Foxp3蛋白检测结果:TNBS组小鼠结肠组织Foxp3蛋白相对表达量为0.4392±0.045注:IL一10:白细胞介素-10;TGF—B:转化生子因子一B;TNBS:2,4,6一三硝基苯磺酸;imDC:未成熟树突状细胞;mDC:成熟树突状细胞;与对照组比较,ap<O.0l;与TNBS组比较,bp<0.05eQ’‘●。一・..心jD9,较对照组(0.6986±0.0814)明显降低,差异嚆≤7G()/o一◇j◇jZ、^k翟有统计学意义(P<0.01),imDC组Foxp3蛋白相对表达量为0.5434±0.0741,较TNBS组明显升高,而mDC组Foxp3蛋白蛋白相对表达量为0.2275±0.043l,较TNBS组明显降低,差异均有统计学意义(P<0.01,图2)。I心∥O图1倒置显微镜下观察培养第7天树突状细胞的形态(x400)2.细胞表面标志物的流式检测:通过流式细胞术检测DC的特异性表面标志物CDllc的阳性率为85%,imDC的表面CD80、CD86、MHC—II的表达率分别为31.2%、26.5%、39.8%,mDC的表面CD80、CD86、MHC—lI的表达率分别为90.5%、92.6%、92.3%,与文献报道一致旧J。3.小鼠DAI、CMDI、TDI评分结果:TNBS组的DAI、CMDI、TDI的评分别为(5.420±0.326)、(4.923±讨论l:对照组;2:TNBS组;3:imDC组;4:mDC组;Foxp3:叉头彬翅状螺旋蛋白3;GAPDH:甘油醛.3_磷酸脱氢酶;TNBS:2,4,6-三硝基苯磺酸;imDC:未成熟树突状细胞;mDC:成熟树突状细胞图2各组小鼠结肠组织Foxp3蛋白的表达0.226)、(7.200±0.851)分,较对照组明显升高,差异有统计学意义(P<0.01);imDC组的DAI、CMDI、TDI的评分分别为(3.270±0.359)、(3.553±0.311)、(4.310-0.486)分,较TNBS组明显降低,差异有统计学意义(P<0.01);mDC组的DAI、CMDI、TDI的评分分另0为(6.580±0.413)、(5.950±0.303)、(9.050±imDC低表达MHC-Ⅱ和共同刺激分子CD80、CD86,不能将其抗原的信息提供给幼稚的T细胞,从而导致效应T细胞的缺失,引起免疫耐受,imDC这一特点在诱导抑制排斥反应和减轻自身免疫性疾病中的作用目前已有了初步的研究",9J。本实验成功培养出imDC及mDC,imDC经细胞流万方数据史_垡塞坠处型盘查!!!!生!旦筮塑鲞笠!塑gb地』旦塑!!坚:壁!型型!!!!:!尘:j!:盟!:!・39l・式检测显示:CDllc+CD80k”CD8610”MHC.IIh,符合疫抑制因子,从而缓解小鼠克罗恩病模型的进程。参考文献lBoumaG,StrobermatorybowelimDC的表现,而mDC经细胞流式仪检测显示CDllc+CD80…ghCD86“印MHC—IIhigh,符合mDC的表型,并于TNBS灌肠造模前和造模后经尾静脉将imDC和mDC输入小鼠体内后,根据DAI、TDI及CMDI评分发现imDC组小鼠的病情明显减轻,而mDC组小鼠的病情较TNBS组明显加重。有研究证实Tregs在外周免疫耐受起着重要的作用¨0|,为了进一步探讨TregsW.Theimmunologicalandgeneticbasisofinflam—Revdisease[J].NatImmunol,2003,3(7):521-533.Revlmmunol,DOI:10.1038/n一1132.[2][3]NeurathM,FussI,StroberW.TNBS-colitis[J]。Int2000。19(1):51.62.FujiiditionS,LjuK,SmithC,eta1.Thelinkageofinnatetoadaptiveimmu—nityviamarringdendriticcellsinvivorequiresCD40ligationinad.toantigenpresentationandCD80/86costimulation[J].JExp是否在imDC诱导的免疫耐受机制起了作用,本实验通过Westernblot法测定Tregs特异性转录因子4Med,2004。199(12):1607—1618.DOI:10.1084/jem.20040317.uB,TianLH,DiaoYM,eta1.ExogenousIL-10inducescornealtrans—Foxp3,这种因子在维持Tregs生长和其功能中起着重要的作用,根据其表达量的变化来推断Tregs的数量,结果发现给予TNBS后Foxp3表达明显下降,与文献报道一致…1;而imDC组小鼠结肠组织的Foxp3蛋白较TNBS组明显升高,mDC组小鼠结肠组织的Foxp3蛋白较TNBS组明显降低,我们由此推断imDC可能是通过诱导Tregs的生成而减缓小鼠克罗恩病的进程。为了进一步验证上诉结果,本实验通过ELISA法检测结肠组织TGF-B和IL-10的表达,TGF一13和IL一10都是由Tregs细胞分泌的抗炎因子,而TGF.B和IL.10又能进一步促进Tregs的形成¨2。3。,本实验结果发现给予TNBS灌肠造模后,TGF一13和IL.10细胞因子明显降低,给予imDC处理后其表达水平明显上升,而在mDC组中,其表达水平明显下降,上述结果都说明了imDC能明显增加Tregs的数量,所以我们推测imDC的作用可能是通过增加Tregs细胞的数量,进而上调抗炎因子TGF—B和IL一10分泌,从而诱导免疫耐受,减轻炎症反应。本实验发现,虽然imDC经尾静脉输注小鼠体内[9][7]6plantationinlmanetoleraneebyMedamechanismassociatedwiththealtered1111/Th2cytokineratioandtheincreasedexpressionofTGF一13『J].MolRep,2014,9(6):2245-2250.DOI:10.3892/mmr+2014.2073.[5]吴舰宇,宋春芳,许评,等.应用骨髓法培养树突状细胞的研究[J].中华实验外科杂志,2005,22(7):796-797.WuJY,SongCF,XuP.eta1.Cultureofdentriticcellsbybonemar-lOWmethod[J].ChinJExpSurg,2005,22(7):796-797.DOI:10.3760/j.issn.100l-9030.2005.07.叭1.KimSH,BiancoNR,ShufeskyWJ,eta1.Effectivetreatmentofinflam—ge—matorydiseasemodelswithexosomesderivedfromdendriticcellsneticallymodified2242-2249.toexpressIL4[J].Jlmmunol,2007,179(4):DOI:10.4049/iimmun01.179.4.2242.YangXJ,MengS,JiangH,eta1.Exosomesderivedfromintcrleukin一call10.treateddendriticcellsduced1177.ratinhibittrinitrobenzenesulfonieacid—in—colitis[J].ScandJGastroenterol,2010,45(10):1168一DOI:10.3109/00365521.2010.490596.8]HanTfl,JinmaturationP,RenJ,eta1.Evaluationofthreeclinicaldendriticcellcontaininglipopolysaecharideandinterferon—protocolsgamma[J].JImmunother,2009,32(4):399407.DOI:10.1097/CJI.0b013e31819e1773.ChenLH,ZhengL,HewB,etintoimmaturedendriticcellsa1.CotransfectionwithIL.10andTGF.BaenhancesinnnHuetoleraneeinratlivertransplantationmodelJ1.AmJPhysiolGastrointestLiverPhysiol,2014.306(7):575-581.DOI:10.1152/ajpgi.00283。2013.[10]Leavy0,RegulatoryTcells:YoungAIREsgoontorule[J].NatRev能明显减轻小鼠克罗恩病进程,但是还是无法消除其炎症反应,可能原因是在体外未成熟的DC经小鼠尾静脉输注小鼠体内后在复杂的环境作用下表型经历变化,CD80、CD86和MHC一1I表达上调,使其变成mDC,我们下一步将通过基因修饰DC来使其保持稳定的未成熟状态。本研究结果表明,imDC有可能是一方面通过减弱11Immunol,2015,15(5):269.DOI:10.1038/nri3849.GaoXW,FuY,LiWJ,etal.Mechanismofimmunetoleranceinducedbydonorderivedimmaturedendriticcellsinrathigh.riskcornealtransplantation[J].IntJOphthalmol,2013,18,6(3):269-275.DOI:10.3980/i.issn.2222-3959.2013.03.03.[12]MocellinMc,WangE,eta1.ThedualroleofIL一10fJ].11rendsImmun01,2003,24(1):3643.S,PanelliDOI:10.1016/S1471-4906(02)00009—1.[13]WorthingtonJJ,KellyTGF一13A,SmedleyC,eta1.Integrinavl38一mediatedsup—activationbyeffeetorregulatoryTcellsisessentialforDC的抗原提呈功能,阻断T细胞活化的必须第二信号,抑制其活化效应T细胞的产生。而另一方面通过促进CIM+T细胞向Tregs细胞分化,分泌TGF—p和IL一10免pressionofT-cell—mediatedinflammation[J].Immunity,2015,42(5):903-915.DOI:10.1016/j.immuai.2015.04.012.(收稿日期:2015-10—19)《中华实验外科杂志》已启用万方数据论文相似性检测系统本刊编辑部已启用万方数据论文相似性检测系统,并将其作为审稿的一个重要工具。论文相似性检测系统为互联网在线模式,设有强大的文献对比数据库,实时更新,具有科学性和专业性。该系统可以自动检测来稿复制率情况,有效地识别和淘汰了部分存在学术不端的论文。此举将严把学术质量关,为广大作者、读者提供一个公平、公正、权威的学术交流平台,维护本刊刊稿的严肃性和科学性。本刊对复制率超过30%的稿件不予采用。万方数据

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