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从免疫学角度,自然妊娠是一种特殊类型的半同种异体移植。母体对胚胎这种“天然移植物”的免疫耐受是妊娠得以建立和维持的内在本质。妊娠失败多与母体免疫调节功能异常对胚胎产生免疫排斥有关。因此阐明母-胎免疫调节机制及如何改善妊娠结局一直是生殖免疫学的研究热点。环孢素A(CsA)自20世纪70年代应用于临床以来,作为免疫抑制剂发挥了重要的作用;是目前公认的抑制移植排斥反应最为有效的药物。我们课题组前期体外研究发现,低浓度CsA(10-4~1.0μmol/L)可以明显抑制滋养细胞凋亡,并促进其增殖、迁移与侵袭;体内实验发现,妊娠失败模型孕鼠经CsA治疗后,母-胎界面IFN-γ分泌降低,IL-10分泌增加,CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞扩增。胚胎吸收率下降。这些结果提示CsA对母-胎界面具有良好调节作用,可改善滋养细胞生物学功能,并有利于母-胎界面Th2型免疫偏移和免疫耐受产生,可望成为一种新型保胎制剂。本研究在前期工作基础上,进一步解析CsA作用于人早孕期滋养细胞的可能分子机制,同时分析CsA对母-胎界面另两群重要细胞,蜕膜基质细胞(DSC)与蜕膜免疫细胞(DIC)生物学功能的调节作用,为CsA的临床应用提供科学依据。1、CsA通过SDF-1/CXCR4自分泌作用促进人早孕期滋养细胞增殖与侵袭应用本实验室建立的胰酶消化、密度梯度离心法成功分离、培养人早孕期滋养细胞,采用RT-PCR、In-cell Western和ELISA法从基因和蛋白水平分析CsA对滋养细胞SDF-1、CXCR4表达的调节作用。结果显示,CsA通过MAPK/ERK1/2信号途径明显促进人早孕期滋养细胞SDF-1与CXCR4的转录和翻译。用MTT法和侵袭试验评价CsA对滋养细胞增殖与侵袭能力的调节作用是否涉及SDF-1/CXCR4信号通路。结果发现,SDF-1/CXCR4中和抗体能有效消除CsA对人早孕期滋养细胞增殖与侵袭的促进作用。为探讨SDF-1/CXCR4信号通路介导CsA促进人早孕期滋养细胞侵袭的可能机制,我们对侵袭试验中上清液进行了明胶酶谱试验,发现SDF-1/CXCR4中和抗体也能有效消除CsA对人早孕期滋养细胞MMP9/MMP2分泌的上调作用。本部分研究证实,CsA通过MAKP/RK1/2信号通路促进人早孕期滋养细胞表达SDF-1/CXCR4,上调的SDF-1/CXCR4反应轴增强滋养细胞增殖与侵袭功能。2、DSC加强CsA对人早孕期滋养细胞的促侵袭作用成功分离、培养人早孕期DSC,以人早孕期滋养细胞为对照,采用RT-PCR、免疫化学和ELISA的方法分析DSC SDF-1/CXCR4的表达。结果显示,与滋养细胞共表达SDF-1/CXCR4不同,DSC转录和翻译CXCR4,而不表达SDF-1。MTT试验发现,外源性SDF-1不影响DSC的体外增殖能力;滋养细胞条件培养液(TCM)虽可促进DSC增殖,但SDF-1或CXCR4中和抗体不能消除TCM对DSC的促增殖作用。明胶酶谱分析发现,外源性SDF-1处理DSC可明显促进其MMP9/MMP2分泌,相应抗体可有效阻断SDF-1对DSC MMP9/MMP2分泌的促进作用。据此推测,SDF-1/CXCR4相互作用可能通过加强滋养细胞与DSC共同分泌MMP9/2促进两者对话与交流。在解析了SDF-1/CXCR4信号通路对DSC生物学功能的可能调节作用后,采用MTT试验、In-cell Western、ELISA法和明胶酶谱分析进一步研究CsA对DSC增殖、SDF-1/CXCR4表达及MMP9/MMP2活性的影响。发现与CsA明显上调滋养细胞SDF-1/CXCR4的表达不用,各种浓度(10-4~1.0μmol/L)CsA对体外培养的DSC增殖及SDF-1/CXCR4的表达模式无明显影响;CsA主要促进DSC分泌MMP9/MMP2。建立DSC与滋养细胞共培养系统(VCT/DSC),发现经1.0μmol/L CsA处理后,各试验组滋养细胞侵袭能力均明显高于相应未处理组;而CsA处理的VCT/DSC直接或间接共培养系统中滋养细胞侵袭力明显高于单独滋养细胞CsA处理组。明胶酶谱分析结果与侵袭试验十分相似,1.0μmol/L CsA处理48h后,各种不同培养系统中滋养细胞侵袭能力明显增高的同时,其MMP9与MMP2的分泌也相应增加(P<0.01);VCT/DSC直接或间接共培养系统经CsA处理后,MMP9与MMP2水平也明显高于单独滋养细胞CsA处理组(P<0.01)。本部分研究提示,CsA可同时促进人早孕期DSC与滋养细胞共同分泌MMP9与MMP2,这有助于共培养系统中滋养细胞与DSC的协作与交流,进一步增强滋养细胞侵袭能力。3、CsA对人早孕期母-胎界面IL-10/IFN-γ平衡的调节作用应用ELISA法分析人早孕期滋养细胞、DSC及DIC IL-10与IFN-γ的分泌情况,进而探讨CsA对这三种细胞及其共培养系统IL-10/IFN-γ表达的调节作用。结果发现,人早孕期滋养细胞、DSC和DIC均可自发分泌IL-10。CsA对单独培养的滋养细胞、DSC和DIC IL-10的分泌虽没有明显影响,但是当它们两两或三者共培养时,经CsA处理后IL-10分泌水平均明显高于相应未处理组。尤其对三者共培养系统,CsA可明显促进IL-10的分泌。体外培养的人早孕期滋养细胞和DSC未检测到明显IFN-γ的分泌,IFN-γ主要由DIC产生。CsA对单独培养的DIC IFN-γ的分泌没有明显影响,但是当DIC与DSC和滋养细胞共同培养时,CsA可明显下调共培养系统IFN-γ分泌。本部分研究结果证实,CsA可促进人早孕期滋养细胞、DSC和DIC共培养系统IL-10的分泌,同时抑制IFN-γ产生。母-胎界面整体水平IL-10上调,IFN-γ下调,将有助于产生Th2型免疫偏移。综上所述,本研究发现低浓度CsA对人早孕期母-胎界面具有多重调节作用:(1)通过促进滋养细胞自分泌SDF-1升调节其增殖与侵袭能力;(2)促进DSC与滋养细胞的对话与交流,增强滋养细胞的侵袭功能;(3)促进利于妊娠维持的Th2型免疫偏移。提示CsA的药理作用机制远远超过人们迄今为止的认识,它可能成为一种新型保胎制剂,为临床治疗反复自然流产等免疫相关妊娠疾病提供了一种新的策略。