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目的:研究靶向哺乳类雷帕霉素靶分子(mTOR)信号对记忆性T细胞增殖和功能的影响,及其在诱导胰岛移植免疫耐受中的作用。 方法: 第一章:临床资料观察,mTOR抑制剂在移植后中远期慢性排斥反应中的效果。 第二章:分选获取C57BL/6小鼠脾脏T细胞,将T细胞经尾静脉注射给Rag-/-小鼠(C57BL/6小鼠背景),稳态增殖6周后分选Rag-/-小鼠脾脏T细胞获得记忆性T细胞,采用qRT-PCR分别检测初始T细胞和记忆性T细胞的mTOR和γ-干扰素(IFN-γ)的相对表达量。 第三章:获得记忆性T细胞(同第一步),体外培养3天,同时在培养液中加入不同浓度mTOR抑制剂(mTOR-Is)0、50ng/ml和100ng/ml,采用qRT-PCR检测记忆性CD4+T细胞和CD8+T细胞白介素(IL)-2、IFN-γ、IL-4及IL-10的相对表达量。观察阻断mTOR信号对记忆性T细胞功能的影响。 第四章:1、初始T细胞经CFSE标记后经尾静脉注射至Rag-/-小鼠,分三组,予以受体小鼠IgG、mTOR-Is0.75mg/kg/d和1.5mg/kg/d治疗,10天后取受体小鼠脾脏分选T细胞,FACS检测记忆性T细胞体内增殖情况;3、初始T细胞经尾静脉注射至Rag-/-小鼠,予以受体小鼠IgG、mTOR-Is0.75mg/kg/d和1.5mg/kg/d治疗,稳态增殖10天获得记忆性T细胞,FITC-AnnexinⅤ染色,检测记忆性CD4+T细胞和CD8+T细胞的凋亡情况。 第五章:检测记忆性T细胞凋亡基因和抗凋亡基因的表达,在记忆性T细胞培养液中加入不同浓度的mTOR-Is0、50ng/ml和100ng/ml,采用qRT-PCR检测记忆性CD4+T细胞和CD8+T细胞Bax和Bcl-2基因的相对表达量。观察阻断mTOR信号对记忆性T细胞凋亡和抗凋亡基因表达的影响。 第六章:胰岛移植模型,1、A组:Rag-/-小鼠初始T细胞稳态增殖产生记忆性T细胞后胰岛移植,分四组(n=8)并分别予以IgG、mTOR-Is治疗、抗CD154单抗(MR1)治疗和MR1联合mTOR-Is治疗,观察平均存活时间(MST)和记忆性T细胞INF-γ相对表达量。2、B组:Rag-/-小鼠过继性输注初始T细胞并行胰岛移植,同时予以上述治疗,分四组(n=8)并分别予以IgG、mTOR-Is治疗、MR1治疗和MR1联合mTOR-Is治疗,观察MST和记忆性T细胞INF-γ相对表达量。3、二次移植:对获得长期存活的小鼠进行二次胰岛移植,供体小鼠分别为同基因的DBA/2小鼠和不同基因的C3H小鼠,不予以任何治疗,观察二次移植后MST和记忆性T细胞INF-γ相对表达量。 结果: 第一章:mTOR-Is可有效逆转肾脏移植后中远期发生的慢性排斥反应,保护肾功能。 第二章:初始T细胞和记忆性T细胞均表达mTOR信号和IFN-γ,初始CD4+T细胞和CD8+T细胞的IFN-γ相对表达量分别为0.96±0.10和0.94±0.07,记忆性CD4+T细胞和CD8+T细胞的IFN-γ相对表达量分别为1.64±0.19和12.4±0.05,记忆性T细胞IFN-γ表达水平高于初始T细胞,差异有显著性(p<0.05)。初始CD4+T细胞和CD8+T细胞mTOR的相对表达量分别为1.0±0.03和0.72±0.03,记忆性CD4+T细胞和CD8+T细胞的mTOR相对表达量分别为0.45±0.06和0.39±0.04,初始T细胞mTOR表达水平高于记忆性T细胞,差异有显著性(p<0.05)。 第三章:记忆性T细胞体外培养3天,mTOR-Is浓度为为0、50ng/ml和100ng/ml,记忆性CD4+T细胞和CD8+T细胞IFN-γ相对表达量分别为1.64±0.19、0.83±0.47、0.14±0.004和12.4±0.05、5.30±0.33、3.07±0.17,阻断mTOR信号可有效降低记忆性T细胞IFN-γ表达水平,差异有显著性(p<0.05);记忆性CD4+和CD8+T细胞IL-2相对表达量分别为1.98±0.16、0.07±0.003、0.06±0.006和1.57±0.05、0.32±0.06、0.14±0.005,阻断mTOR信号可有效降低记忆性T细胞IL-2表达水平,差异有显著性(p<0.05);记忆性CD4+和CD8+T细胞IL-4相对表达量分别为1.48±0.47、1.05±0.18、0.43±0.16和1.04±0.03、0.65±0.07、0.11±0.05,阻断mTOR信号可有效降低记忆性T细胞IL-4表达水平,差异有显著性(p<0.05);记忆性CD4+和CD8+T细胞IL-10的相对表达量分别为0.39±0.03、0.24±0.05、0.05±0.008和3.61±0.40、2.11±0.22、1.20±0.11,阻断mTOR信号可降低记忆性T细胞IL-10表达水平,差异有显著性(p<0.05)。 第四章:1、体内实验:对照IgG组、mTOR-Is0.75mg/kg/d组和1.5mg/kg/d组,CFSE标记FACS检测记忆性CD4+和CD8+T细胞体内稳态增殖无明显抑制,三组间差异无显著性(p>0.05);2、记忆性CD4+T细胞AnnexinⅤ阳性细胞比例分别为0.54%、10.76%和20.25%,差异有显著性(p<0.05),记忆性CD8+T细胞AnnexinⅤ阳性细胞比例分别为1.4%、1.91%和2.17%,差异无显著性(p>0.05)。抑制mTOR信号可促进记忆性CD4+T细胞凋亡,不影响记忆性CD8+T细胞的凋亡,不影响记忆性T细胞的增殖。 第五章:记忆性T细胞体外培养3天,培养液中加入mTOR-Is,记忆性CD4+和CD8+T细胞均表达Bax和Bcl-2基因,mTOR-Is为0、50ng/ml和100ng/ml时,记忆性CD4+和CD8+T细胞Bcl-2相对表达量分别为5.79±0.67、1.56±0.11、0.13±0.004和0.32±0.03、0.77±0.006、1.94±0.06,阻断mTOR信号可明显抑制记忆性CD4+T细胞抗凋亡基因Bcl-2的表达,促进记忆性CD8+T细胞Bcl-2表达,差异有显著性(p<0.05);记忆性CD4+和CD8+T细胞Bax相对表达量分别为1.02±0.85、2.77±0.08、5.56±0.27和3.23±0.06、1.54±0.03、0.95±0.06,阻断mTOR信号可促进记忆性CD4+T细胞促凋亡基因Bax的表达,抑制记忆性CD8+T细胞Bax表达,差异有显著性(p<0.05)。 第六章:1、A组:Rag-/-小鼠胰岛移植IgG、MR1、mTOR-Is及mTOR-Is+MR1治疗,胰岛移植物MST分别16天、47天、39天和94天,mTOR-Is+MR1治疗显著延长胰岛移植物MST,差异有显著性(p<0.05),降低记忆性T细胞INF-γ相对表达量,差异有显著性(p<0.05)。2、B组:Rag-/-小鼠胰岛移植IgG、MR1、mTOR-Is及mTOR-Is+MR1治疗,胰岛移植物MST分别14天、49天、32天和>150天,mTOR-Is+MR1治疗显著降低了记忆性T细胞INF-γ相对表达量,并低于无移植对照组小鼠(p<0.05),并成功诱导胰岛移植耐受,差异有显著性(p<0.05)。3、二次移植:DBA/2供体和C3H供体组受体小鼠MST分别为>60天和16天,DBA/2供体小鼠的胰岛移植物获得供体特异性耐受。 结论:阻断mTOR信号可抑制记忆性T细胞IFN-γ、IL-2、IL4及IL-10分泌,有效抑制记忆性T细胞功能;促进记忆性CD4+T细胞凋亡;联合阻断CD154共刺激通路和mTOR信号治疗可有效延长胰岛移植物存活时间,诱导移植耐受。 mTOR信号是预防和治疗记忆性T细胞介导的慢性排斥反应的重要靶点,抑制mTOR信号可诱导抗CD154抵抗的受体小鼠获得供体特异性移植耐受,为通过阻断mTOR信号通路改善移植后远期存活及诱导免疫耐受提供理论依据。