CD73在子宫内膜再生细胞抑制小鼠同种异体心脏移植物排斥反应中的作用机制研究

来源 :天津医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dxy_10121012
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背景:目前在临床实践中,对于那些患有终末期疾病或者患有先天性器官缺陷的患者,器官移植的实施已经成为了一种行之有效的治疗手段。免疫抑制剂的研发和应用在器官移植的发展过程中起到了不可或缺的作用,虽然现有的免疫抑制方案也在朝着个体化和联合用药的方向不断地进行优化,但是其长期应用仍然会带来许多免疫抑制剂相关的并发症,比如:感染、肿瘤和器官损伤等。此时,间充质干细胞(Mesenchymal stem cell,MSC)的发现和应用,为抑制移植排斥反应带来了新的选择。MSC是一种多能干细胞,能够分化多种谱系包括脂肪细胞、成骨细胞和软骨细胞。研究表明MSC能够抑制机体的免疫功能,而且在器官移植中应用能够使移植受体获益。与常用的免疫抑制剂相比,MSC更安全,也能避免免疫抑制剂相关的副作用。但是,若将MSC的应用于临床治疗,其也存在自身的局限性(有创的获取方式以及相关的并发症,有限的增殖能力以及来源短缺等)。然而,一种新发现的类间充质干细胞:子宫内膜再生细胞(Endometrial regenerative cell,ERC),其不仅拥有与MSC相似的免疫调节功能,并且具有高增殖率、低免疫原性、广泛扩增等特点,最重要的是ERC能够无创的从无限来源的月经血中提取出来。不仅如此,相关的研究也已经发现ERC在器官移植中具有诱导免疫耐受和保护器官移植物的作用。然而,ERC发挥免疫抑制的机制尚不清楚,仍需要进一步的研究。与此同时,我们发现ERC表面能够表达5’-核苷酸外切酶(Ecto-5’-nucleotidase,CD73)。CD73是细胞外腺苷(Adenosine,ADO)生成过程中的限速酶,而ADO又可以与其下游的受体结合,发挥相应的生物学功能。因此,阐明ERC表达CD73对其在免疫调节过程中发挥作用的机制将会对ERC的应用具有极大的指导意义。所以,本课题聚焦于CD73表达对ERC在体内和体外调节免疫细胞过程中的影响和机理。课题的成功实施将会为ERC的临床转化和规范化应用提供坚实的理论和实践依据。目的:分离提纯ERC并验证其表面能够稳定表达CD73。探究ERC表面所表达的CD73的体外催化功能及其在体外培养中对树突状细胞、巨噬细胞和调节T细胞的调控作用。探讨CD73表达对ERC延长同种异体心脏移植物生存时间及抑制免疫排斥反应发生的作用机制。方法:本研究主要由三个部分构成:第一部分,从健康女性志愿者的月经血中提取ERC并进行体外培养;通过流式细胞术鉴定ERC的细胞表型;通过细胞的免疫荧光实验再次验证ERC表面CD73的表达。第二部分,使用Pi Color Lock TM磷酸检测试剂盒检测ERC表面的CD73在体外催化单磷酸腺苷(Adenosine monophosphate,AMP)分解为ADO的能力;通过体外培养研究CD73表达对ERC体外调控树突状细胞(Dendritic cell,DC),巨噬细胞和调节性T细胞(Regulatory T cell,Treg)分化增殖能力的影响,并通过流式细胞术检测细胞群数量的变化。第三部分为体内实验,建立小鼠同种异体异位心脏移植模型;体内探究ERC表面表达CD73在其抑制小鼠同种异体异位心脏移植排斥反应中的作用以及相应的作用机制。结果:第一部分:成功的从志愿者的月经血中提取出ERC,并且实现了体外扩增;流式细胞术结果显示ERC可以稳定表达CD90、CD105、CD73,低表达CD39;ERC免疫荧光的结果也显示CD73表达在ERC的细胞膜上。第二部分:ERC表面的CD73在体外可以催化AMP水解为ADO,并且CD73的功能可以被抗CD73单克隆抗体阻滞;ERC表面的CD73被阻滞后其体外抑制成熟DC增殖的能力会下降,促进2型巨噬细胞(Macrophages type 2,M2)和Treg增殖的能力也会被抑制。第三部分:成功制备了小鼠同种异体异位心脏移植模型;ERC表面的CD73功能被阻滞后其延长移植物生存时间,减轻移植物病理改变,减轻CD4+和CD8+细胞浸润,上调耐受性树突状细胞(Tolerogenic dendritic cells,Tol-DC)、M2、Treg的比例,减少促炎因子IFN-γ和TNF-α分泌,增加抗炎因子IL-10分泌以及促进心肌组织A2B受体表达等功能均受到抑制。结论:通过三部分的实验研究,可以得出以下结论:1)可以从健康适龄女性志愿者的月经血中提取出表型稳定的ERC,并且ERC的表面可以稳定表达CD73。2)ERC表面表达的CD73体外具有催化AMP脱磷酸分解为ADO的能力,并且CD73的功能可以被抗CD73单克隆抗体阻滞,同时表达CD73对ERC发挥抑制DC细胞成熟、促进M2和Treg增殖的作用极其重要。3)表达CD73的ERC可以抑制小鼠同种异体心脏移植排斥反应,延长移心脏移植物的生存期。因此,课题的成功实施为ERC的临床转化和规范化应提供了理论和实践依据。
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