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编号:10496375
实验性消化道溃疡肠上皮内淋巴细胞体外转化能力与IFN γ分泌活性的变化
http://www.100md.com 《中国医科大学学报》 1999年第5期
     作者:刘北星 吕昌龙 胡品良

    单位:中国医科大学基础医学院免疫学教研室,沈阳 110001

    关键词:上皮内淋巴细胞;实验性消化道溃疡;γ干扰素

    中华医科990501 摘要 目的:了解消化道溃疡肠上皮内淋巴细胞(IEL)的转化及IFNγ的分泌能力。方法:利用水浸限制刺激诱发的小鼠消化道应激溃疡动物模型,采用〔3H〕TdR掺入法和ELISA法分别检测IEL的体外转化能力和IFNγ的分泌水平。结果:给予小鼠水浸限制刺激诱发消化道溃疡后3 d,IEL对有丝分裂原ConA刺激的体外转化能力最强,刺激指数为1.15,1周后降至正常。此时,IFNγ的分泌水平也最高,第6天尚未恢复到正常水平。结论:在应激性消化道溃疡发生后,IEL以其增强转化能力和细胞因子分泌水平对机体起到免疫保护作用。
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    The Changes of Proliferation and Interferon-γ Secretion of Intestinal Intraepithelial Lymphocyte from Mice with Experimental Digestive Ulcer

    Liu Beixing, L Changlong, Hu Pinliang

    Department of Immunology, College of Basic Medical Sciences, China Medical University, Shenyang, 110001

    ABSTRACT Objective:In order to understand the ability of the proliferation and INFγ secretion of intestinal intraepithelial lymphocytes (IELs) in digestive ulcer.Methods:[3H]TdR incorperation and ELISA techniques were used to examine the ability of proliferation and INFγ secreting level of IEL in the animal model with experimental digestive ulcer induced by water immersion restrain stress. Results:The proliferation of the IELs to the stimulation of mitogen ConA was significantly enhanced and the stimulation index was increased to 1.15 on the third day after the stress, and restored to the normal level after a week; The level of IFNγ secreted by the IELs was also the highest on the same day and could not restore completely to the normal even on the sixth day after the stress. Conclusion:The IELs were activated in digestive ulcer and considered to be important in the intestinal mucosa immunity.
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    KEY WORDS intestinal intraepithelial lymphocyte; experimental digestive ulcer; interferon-γ

    肠上皮内淋巴细胞(intestinal intraepithelial lymphocyte, IEL)是存在于消化道肠上皮细胞间的特殊T淋巴细胞。IEL数量庞大,小鼠小肠内IEL数量约5×107~7×107个,相当于末梢淋巴组织中T细胞总数的一半[1]。与末梢淋巴组织中的CD8αβ+T细胞不同,IEL多为表达CE8αα+的T细胞;50%的IEL,T细胞表面抗原为TCRγ/δ+,白细胞表面抗原为CD-5[2,3]。IEL存在于消化道粘膜层,在诱导局部粘膜对入侵抗原产生免疫应答,及时清除被病原微生物感染的上皮细胞;以及在参与对细胞表面表达的抗原成份产生免疫应答[4,5]等方面有重要意义。
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    消化道溃疡作为临床常见病和多发病。就其成因而言,导致精神紧张和植物神经紊乱的外界刺激均与溃疡的发生与发展有密切关系。本文通过水浸限制刺激方法建立了消化道溃疡实验动物模型,通过对模型鼠IEL体外转化能力和淋巴因子γ干扰素(interferon-γ,IFNγ)分泌活性的动态检测,进一步证实外界刺激因素对消化道粘膜免疫产生的影响,更好地解释IEL在消化道局部粘膜中的生理意义。

    1 材料与方法

    1.1 动物 C57BL/6雄性鼠,6~8周,来自本校实验动物部。

    1.2 实验性消化道溃疡动物模型水浸限制刺激法参考文献[6]并加以改进。将小鼠限制在盖有孔的50ml离心管中,加水至小鼠胸骨处,将离心管置于22~23℃水浴箱中轻微震荡8h后取出。剖开腹腔,摘出全胃,观察到胃粘膜出现浅表性溃疡为阳性。经统计用该方法所诱导的小鼠应激性溃疡成功率达95%以上。
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    1.3 IEL的分离[7] 取回盲部至胃幽门部的全部小肠,冲洗干净后翻转肠,剪成小段,放入装有45ml含5%FCS的Hanks液的离心管中,37℃,100r/min震荡45min后,离心弃上清,用不同浓度的Percoll淋巴细胞分离液(Sigma)分离IEL。

    1.4 IEL体外转化能力的检测[8] 用含10%FCS和5μg/ml ConA的RPMI1640培养液调整IEL浓度为1×106/ml,加IEL细胞悬液到96孔培养板中,每孔200μl,每份标本设6个平行孔,37℃5%CO2孵箱培养56h后,每孔取上清100μl移至Eppendorf管中,-70℃保存,用于细胞因子分泌活性的检测。然后每孔加[3H]TdR37kBq,继续培养18 h。收集细胞到玻璃纤维膜上(每孔一个膜),70℃烤箱烘干后,将其放入含有6 ml液体闪烁液的闪烁瓶中,暗室中静置4h以上,用液体闪烁计数仪(美国Backman LHS3801型)测定每瓶闪烁液中所含同位素放射性cpm值,用下列公式计算IEL的刺激指数:刺激指数=(实验组cpm值-对照组cpm值)/对照组cpm值
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    1.5 用ELISA方法检测IEL淋巴因子IFNγ分泌活性[9] 用抗鼠IFNγ MoAb(Sigma)包被96孔板,封闭液用含20%小牛血清(FCS)和0.1%Tween20的PBS缓冲液,封闭2h后,将-70℃保存的培养上清倍比稀释,每个稀释度设4个平行孔,37℃孵育2h后,加生物素标记的抗鼠IFNγ MoAb(Sigma)孵育2h,最后用碱性磷酸酶及其作用底物显色20min,酶联免疫检测仪测OD405值,通过IFNγ标准曲线计算培养上清中IFNγ含量。

    1.6 统计学检测方法 根据Students t-test判断实验组与对照组的显著性差异。

    2 结果

    2.1 IEL体外转化能力的变化 分别分离水浸限制刺激后1,2,3,4,6 d的C57BL/6鼠IEL,用〔3H〕TdR同位素掺入法检测IEL体外转化能力。结果显示:与正常未给予任何刺激 对照组相比,实验组IEL体外转化能力呈上升趋势。刺激指数在刺激后第3天达到最高值,为1.15,增殖百分率为114.5%,以后逐渐下降,刺激后第6天基本恢复正常水平(表1,图1)。
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    表1 3H-TdR掺入法测定有丝分裂原诱导的小鼠IEL体外转化反应(±s) 应激后时间(d)

    cpm

    对照

    1727±456*

    1

    1879±394

    2

    2385±421*

    3

    3706±372**
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    4

    3045±298**

    6

    1982±446

    *与对照组比较P<0.05;**与对照组比较P<0.01

    图1 实验性消化道溃疡鼠肠上皮内淋巴细胞体外刺激指数

    2.2 IEL淋巴因子IFNγ分泌活性的变化 分别分离水浸限制刺激1,2,3,4,6 d的C57BL/6鼠IEL,用ELISA法检测实验组和对照组OD405值,通过IFNγ标准品所绘标准曲线,计算培养上清中IFNγ含量。结果发现:刺激后1,2,3 d,培养上清中IFNγ浓度与对照组(0.0ng/ml)相比逐渐增高(分别为0.8,2.7,4.5ng/ml),以后虽呈下降趋势,但刺激后1周培养上清中IENγ含量(1.2ng/ml)仍高于对照组(图2)。
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    图2 实验性消化道溃疡鼠肠上皮内淋巴细胞IFNγ分泌活性的变化

    3 讨论

    IEL可按T细胞表面抗原分为二类。其一为TCRα/β+IEL,另一类为TCRγ/δ+IEL。二种细胞亚群表面抗原及来源的不同,决定了其生物学活性的不同。但至今为止尚无法完全证实TCRα/β+IEL和TCRγ/δ+IEL生物学活性方面到底存在着怎样的差异,甚至有些报道竟得出完全相反的结论。究其缺乏定论的原因可能是与其它上皮淋巴细胞相比,人或鼠的IEL提取更困难;对许多常规有丝分裂原的反应不充分;以及检测手段不同等诸多原因造成的。本实验中所提取的IEL为C57BL/6鼠全部小肠中的IEL,曾用流式细胞分析仪分析其细胞亚群,发现约40%的淋巴细胞为TCRα/β+,45%的淋巴细胞为TCRγ/δ+,5%左右则为提取过程中未彻底清除掉的肠上皮细胞[7]。实验发现给予小鼠可诱发应激性消化道溃疡的刺激后,实验组IEL的生物活性确有改变。除了其杀伤活性在刺激后明显增强外(待发表),我们还观测到了IEL体外转化能力和细胞因子分泌活性的改变。肠IEL在刺激后体外转化能力增强,意味着IEL对肠道内菌群及其他经口异物蛋白的有效的免疫应答能力。有文献报道在经口感染listeria monocytogenes鼠模型中,TCRγ/δ+IEL被listeria抗原激活,出现TCRγ/δ+型IEL细胞增多的现象及产生大量的IFNγ[10]。虽然TCRγ/δ+IEL在预防病原微生物感染中有明显的种属性及抗原特异性,但勿庸置疑表达TCRγ/δ+的IEL在消化道粘膜免疫,尤其是在感染防御、维持机体生理恒定性,以及经口免疫耐受等方面有重要意义。由于TCRα/β+IEL的激活依赖于肠内菌群;TCRγ/δ+IEL的激活是肠内菌群非依赖性,而与热休克蛋白70有关[11]。所以,我们推测在实验性消化道溃疡发生过程中,TCRγ/δ+IEL体外转化能力的改变应占主要地位,但也不排除应激状态下机体免疫力下降,肠道内某些被抑菌群活化而激活TCRα/β+IEL的可能性。
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    IEL经体外培养可分泌出多种细胞因子,IFNγ便是其中之一。Taguchi等[12]用ELISPOT法检测了小鼠IEL细胞亚群细胞因子分泌情况,发现TCRα/β+IEL和TCRγ/δ+IEL均可分泌一定量的IFN-γ。其它报道也不同程度地支持着这一观点。由此推测CD8αα+IEL亦具有Th 1或Th 2的各种细胞因子分泌功能。本实验在诱发应激性溃疡之后,发现IEL的IFNγ分泌活性呈增高趋势,应激后第3 d达高峰,应激后1周尚较正常对照组有较高的分泌活性。由此 推断IEL大量存在于消化道肠上皮细胞间的生理意义之一可能在于其通过分泌各种细胞因子调节局部粘膜免疫和上皮细胞的生长发育。

    综上所述,在实验性消化道应激溃疡发生后,肠上皮淋巴细胞IEL以其增强的体外转化能力和细胞因子分泌能力在维持消化道肠粘膜的生理恒定性及预防病原菌感染方面发挥着应有的作用。
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    国家自然科学基金资助项目,39600133

    参考文献

    1 Rocha B, Vassalli P, Guy-Grand D. The Vβ receptore of mouse gut homodimeric CD8+intraepithelial T cell receptor α/β+lymphocytes reveals a major extrathymic pathway of T cell differentiation. J Exp Med, 1991,173(2):483_486

    2 Ohno H, Ono S, Hirayama N, et al. Preferential usage of the Fc receptor γ chain in the T cell antigen receptor complex by γδT cells localized in epithelia. J Exp Med, 1994,179(1):365_369
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    3 Guy-Grand D, Rocha B, Mintz P, et al. Different use of T cell receptor transducing modules in two populations of gut intraepithelial lymphocytes are related to distinct pathways of T cell differentiation. J Exp Med, 1994,180(2):673_679

    4 Offit PA, Dudzik KI. Rotavirus specific cytotoxic T lymphocytes appear at the intestinal mucosal surface after rotavirus infection. J Virol, 1989,63(8):3507_3512

    5 Blumberg RS, Cox PT, Bleicher FV, et al. Expression of a nonpolymorphic MHC class 1-like molecule, CD1-d, by human intestinal epithelial cells. J Immunol, 1991,147(8):2518_2524
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    6 高木敬次郎,罔部进.胃十二指肠溃疡.脏器炎とその疾患モテル(2).东京:医学书院,1976.136

    7 刘北星,石川搏通.水浸拘束ストレスのママ肠管上皮细胞间Tリンパ球(IEL)に及ぼす影响.Digestive Organ and Immunology, 1995,30(2):66_67

    8 叶维新,陈杞,孝延龄.实验核医学技术.末梢血淋巴细胞转化实验(3H-TdR掺入法).长春:吉林科学技术出版社,1990.70

    9 Colin RH. New developments in practical virology. ELISA Techniques in Virology Alan R. New York: Liss Inc. 1982.59

    10 Yamamoto S, Russ, F, Teixeix C, et al. Listeria monocytogenes induced gamma interferon secretion by intestinal intraepithelial γ/δT lymphocytes. Infect Immunol, 1993,61(5):2154_2161
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    11 Beagley KW, Fujihashi K, Black CA, et al. The mycobacterium tuberculosis 71-kDa heat-shock protein induced proliferation and cytokine secretion by murine gut intraepithelial lymphocytes. Eur J Immunol, 1993,23(9):2049_2052

    12 Taguchi T, Wilhelm KA, Kohtaro F, et al. Novel function for intestinal intraepithelial lymphocytes. murine CD3+,γ/δ TCR+T cells produce IFNγ and IL-5. J Immunol, 1991,147(11):3736_3744

    1998-09-07收稿, 百拇医药