大鼠肾移植慢性排斥反应期间白细胞介素-2受体和细胞间粘 附分子-1的表达
作者：严群 龚建平 易继林 邹声泉 陈孝平 夏穗生
单位：同济医科大学附属同济医院外科，武汉 430030
关键词：肾移植；慢性排斥反应；白细胞介素2受体；细胞间粘附分子-1
同济医科大学学报000316 摘要 为探讨移植肾白细胞介素2受体(IL-2R)和细 胞粘附分子-1(ICAM-1)的表达在肾移植慢性排斥反应中的地位及诊断价值，选用近 交大鼠F344和LEW进行左侧原位肾移植，于术后10 d切除右侧自体肾，分别于术后第4、12～ 16、>32周处死各组动物，取移植肾标本进行病理检查，并应用免疫组织化学技术SP法检测 移植肾中IL-2R和ICAM-1的表达。结果发现同种异体肾移植组于第4周开始出现IL-2R及IC AM-1的表达，于32周达高峰，明显高于自体肾移植组和同质移植组。提示IL-2R和ICAM-1 的表达变化在肾移植慢性排斥反应中起重要作用。
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中图法分类号 R699.2， R392.12
Intragraft Expression of IL-2R and ICAM -1 during Kidney
Chronic Allograft Rejection Episode
Yan Qun Gong Jianping Yi Jilin et al
(Department of Surgery, Tongji Hospital, Tongji Medical University, Wuhan 430030)
Abstract To investigate the role and diagnostic value of intrag raft expression of interleukin-2 receptor (IL-2R) and intercellular adhesion molecular-1(ICAM-1) in kidney chronic allograft rejection episode, heterotopic kidney transplantation was performed on inbred rats F344 and inbred rat LEW. Th e grafts were harvested on the postoperative week (POW) 4, 12-16, >32. Streptav idinperoxidase (SP) immunohistochemistry technique was used to detect the intrag raft expression of IL-2R and ICAM-1. It was found that in the group of allogra fts intragraft IL-2R and ICAM-1 were expressed on the POW 4 and peaked on the POW 32, and their expression levels were significantly higher than in the group of autografts and isografts. It was suggested that the change in IL-2R and ICAM -1 expression might play an important role in kidney chronic allograft rejectio n.
, 百拇医药
Key words kidney transplantation; chronic graft rejection; in terleukin-2 receptor; intercellular adhesion molecular-1
慢性排斥反应的发病机理至今尚未明了，移植物随时间的推移，每年丢失10%左右。我们应 用免疫组化SP染色技术检测移植肾白细胞介素2受体(IL-2R)和细胞粘附分子-1(ICAM- 1)的表达，研究其在大鼠肾移植排斥反应中的变化，现报道如下。
1 材料与方法
1.1 动物模型与分组
选用近交雄性体重200～500 g的F344(RT1)和LEW大鼠(同济医院动物中心)进行左肾移植， 受体与供体的肾动脉、静脉和输尿管采用标准的显微外科手术用10-0号尼龙线(德国产) 行端端吻合，缺血时间为30 min，于左肾移植后10 d切除右肾。实验分为3组，每组大鼠6只 ，①自体肾移植组；②同质肾移植组；③同种异体肾移植组。分别于术后第4、12～16、>32 周处死各组动物,取肾移植标本的1/2用50 g/L的生理盐水福尔马林液固定制备病理切片。另 1/2移植物用液氮冷冻，作免疫组化检查。
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1.2 组织学检查
石蜡包理切片用苏木素和伊红染色，每个肾病理切片在光学显微镜下记数100个以上肾小球 ，观察其中有多少个肾小球硬化，其比值的大小表示排斥反应的程度(硬化肾小球个数/肾 小球总数)。
1.3 免疫组化
检查IL-2R和ICAM-1的表达，新鲜冷冻肾标本4 μm厚度，固定于Acetone 10 min，空气干 燥，并用链霉素抗生物蛋白-过氧化物酶免疫组化染色，试剂盒(德国Berlin生物技术公司 )进行染色，实际步骤按说明书进行。第一抗体分别采用德国Wiesbaden 生产的兔抗鼠IL- 2R多抗和羊抗鼠ICAM-1多抗，IL-2R和ICAM-1工作浓度分别为1∶150和1∶100，应用新鲜 DAB进行显色，IL-2R和ICAM-1的表达用0～4个“+”分级[四级(4+)说明阳性细胞 密集]。阳性细胞计数用每个高倍镜视野(100倍)中的平均数(阳性细胞数/每个高倍镜 视野)±s来表达，每张切片数大于20个视野。
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1.4 统计学处理
以上结果用±s表示，IL-2R和ICAM-1阳性细胞数据采用统计软件包ANOVA 分析和t检验。
2 结果
第3组大鼠在术后第4周供肾开始出现排斥反应，少量单核细胞浸润肾小球、肾小管和小血管 ，极少量IL-2R和ICAM-1阳性细胞表达；第12～16周出现肾小球入、出球动脉平滑肌细胞浸 润，部分玻璃样变，肾小球、管固缩，间质少量纤维化，大量单核细胞浸润肾小球、肾小管 和小血管，IL-2R和ICAM-1阳性细胞表达增加；第32周有大于50%肾小球入、出球动脉硬化 ，肾小球、管固缩，间质纤维化。其中IL-2R和ICAM-1阳性细胞表达比第2组及第1组供肾 均呈极显著性差异(均为P<0.01)。
表1 同质和异种肾移植的病理变化及IL-2R和ICAM-1阳性细胞表达率(n=6)
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自体移植组
4 ～>32周
同质移植组
同种异体移植组
4周
12～16周
>32周
4周
12～16周
>32周
组织学
正常
正常
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正常
10%肾小球入、出球动脉硬化，肾小球、管固缩
正常
20%～30%肾小球入、出球动脉硬化，肾小球、管固缩，间质纤维化
>50%肾小球入、出球动脉硬化，肾小球、管固缩，间质纤维化
IL-2R阳性细胞
-
-
-
1±
0±
3±
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4±
ICAM-1阳性细胞
-
-
-
2±
0±
3±
4±
3 讨论
尽管临床上成功地实行了器官移植，但受体要长时间的存活仍存在不少亟待解决的问题。排 斥反应的免疫生物学和免疫抑制剂不能延长移植术后6年的同种异体移植的生存期，如心脏 移植7年以后，有50%死于移植器官的衰竭。肾移植后，移植肾功能以每年5%～10%的速度丢 失。 慢性肾移植的排斥反应随着时间的流失而发生进行性功能衰竭和移植肾相应的形态学改变， 包括血管栓塞、肾小球动脉硬化、球管固缩和纤维浸润，其发病机理尚不清楚[1～3] 。目 前学术上有两种猜测：一是抗原依赖因素造成的早期免疫损伤所致；二是抗原非依赖因素促 成 进一步的改变，表现在机能上和形态上的变化[4]。我们通过设计对照组、同质移 植和同 种异体移植组检测大鼠白细胞介素2受体和细胞间粘附分子-1在移植肾的阳性表达，发现在 同种异体移植组白细胞介素2受体明显增加。IL-2R由一条55ku的α链和一条77 ku的β链通 过非共价键形式结合成分子复合体，对IL-2R有高度的亲和力，此复合体和IL-2R相互作用 ， 触发了抗原，激活T淋巴细胞进行有丝分裂和克隆扩增，从而发生局部的排斥反应[5] 。表 现为肾小球血管栓塞、肾小球入、出球动脉硬化以及肾小球、管固缩。其局部表达的多寡表 明排斥反应的严重程度，我们的实验第3组IL-2R表达明显高于第1组及第2组，且病理反应 的严重程度与IL-2R的阳性表达成正比。可用IL-2R来估计排斥反应的严重程度。ICAM-1在排斥反应中也起重要作用，其阳性表达变化可能在慢性排斥反应中起重要作用， 因 第3组同种异体肾移植物中ICAM-1阳性率较第1组和第2组动物明显增加。进一步研究阻断IL -2R和ICAM-1表达的单克隆抗体和药物，可望能控制慢性排斥反应的发生。
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严群，女，1961年生，讲师
参 考 文 献
1，Tilney N L, Whitley W D, Diamonds J R et al. Chronic rejection a n undefined conundrum. Transplant, 1991,52:389
2，Basadonna G P, Matas A J, Gillingham K J et al. Earl versus late acute renal a llograft rejection: impact on chronic rejection. Transplant, 1993,55:993
3，Yimaz S, Paavonen T, Hagry P. Chronic rejection of rat kidney allogr afts. The impact of prolonged ischemia on transplant histology. Transplant,1992, 53:823
, http://www.100md.com
4，Hancock W W, Whitney W D, Tullius S G et al. Cytokines adhesion molecules and the pathogenesis of chronic rejection of rat renal allografts. Tra nsplant, 1993,56:643
5，Tamatani T, Miyasaka M. Identification of monoclonal antibodies reac tive with homology of ICAM-1, and evidence for a different involvement of ICAM -1 in the adherence of resting versus activated lymphocytes to high endothelial cell. Int Immunol, 1990,2:1654
(1999-10-08 收稿), http://www.100md.com
单位：同济医科大学附属同济医院外科，武汉 430030
关键词：肾移植；慢性排斥反应；白细胞介素2受体；细胞间粘附分子-1
同济医科大学学报000316 摘要 为探讨移植肾白细胞介素2受体(IL-2R)和细 胞粘附分子-1(ICAM-1)的表达在肾移植慢性排斥反应中的地位及诊断价值，选用近 交大鼠F344和LEW进行左侧原位肾移植，于术后10 d切除右侧自体肾，分别于术后第4、12～ 16、>32周处死各组动物，取移植肾标本进行病理检查，并应用免疫组织化学技术SP法检测 移植肾中IL-2R和ICAM-1的表达。结果发现同种异体肾移植组于第4周开始出现IL-2R及IC AM-1的表达，于32周达高峰，明显高于自体肾移植组和同质移植组。提示IL-2R和ICAM-1 的表达变化在肾移植慢性排斥反应中起重要作用。
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中图法分类号 R699.2， R392.12
Intragraft Expression of IL-2R and ICAM -1 during Kidney
Chronic Allograft Rejection Episode
Yan Qun Gong Jianping Yi Jilin et al
(Department of Surgery, Tongji Hospital, Tongji Medical University, Wuhan 430030)
Abstract To investigate the role and diagnostic value of intrag raft expression of interleukin-2 receptor (IL-2R) and intercellular adhesion molecular-1(ICAM-1) in kidney chronic allograft rejection episode, heterotopic kidney transplantation was performed on inbred rats F344 and inbred rat LEW. Th e grafts were harvested on the postoperative week (POW) 4, 12-16, >32. Streptav idinperoxidase (SP) immunohistochemistry technique was used to detect the intrag raft expression of IL-2R and ICAM-1. It was found that in the group of allogra fts intragraft IL-2R and ICAM-1 were expressed on the POW 4 and peaked on the POW 32, and their expression levels were significantly higher than in the group of autografts and isografts. It was suggested that the change in IL-2R and ICAM -1 expression might play an important role in kidney chronic allograft rejectio n.
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Key words kidney transplantation; chronic graft rejection; in terleukin-2 receptor; intercellular adhesion molecular-1
慢性排斥反应的发病机理至今尚未明了，移植物随时间的推移，每年丢失10%左右。我们应 用免疫组化SP染色技术检测移植肾白细胞介素2受体(IL-2R)和细胞粘附分子-1(ICAM- 1)的表达，研究其在大鼠肾移植排斥反应中的变化，现报道如下。
1 材料与方法
1.1 动物模型与分组
选用近交雄性体重200～500 g的F344(RT1)和LEW大鼠(同济医院动物中心)进行左肾移植， 受体与供体的肾动脉、静脉和输尿管采用标准的显微外科手术用10-0号尼龙线(德国产) 行端端吻合，缺血时间为30 min，于左肾移植后10 d切除右肾。实验分为3组，每组大鼠6只 ，①自体肾移植组；②同质肾移植组；③同种异体肾移植组。分别于术后第4、12～16、>32 周处死各组动物,取肾移植标本的1/2用50 g/L的生理盐水福尔马林液固定制备病理切片。另 1/2移植物用液氮冷冻，作免疫组化检查。
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1.2 组织学检查
石蜡包理切片用苏木素和伊红染色，每个肾病理切片在光学显微镜下记数100个以上肾小球 ，观察其中有多少个肾小球硬化，其比值的大小表示排斥反应的程度(硬化肾小球个数/肾 小球总数)。
1.3 免疫组化
检查IL-2R和ICAM-1的表达，新鲜冷冻肾标本4 μm厚度，固定于Acetone 10 min，空气干 燥，并用链霉素抗生物蛋白-过氧化物酶免疫组化染色，试剂盒(德国Berlin生物技术公司 )进行染色，实际步骤按说明书进行。第一抗体分别采用德国Wiesbaden 生产的兔抗鼠IL- 2R多抗和羊抗鼠ICAM-1多抗，IL-2R和ICAM-1工作浓度分别为1∶150和1∶100，应用新鲜 DAB进行显色，IL-2R和ICAM-1的表达用0～4个“+”分级[四级(4+)说明阳性细胞 密集]。阳性细胞计数用每个高倍镜视野(100倍)中的平均数(阳性细胞数/每个高倍镜 视野)±s来表达，每张切片数大于20个视野。
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1.4 统计学处理
以上结果用±s表示，IL-2R和ICAM-1阳性细胞数据采用统计软件包ANOVA 分析和t检验。
2 结果
第3组大鼠在术后第4周供肾开始出现排斥反应，少量单核细胞浸润肾小球、肾小管和小血管 ，极少量IL-2R和ICAM-1阳性细胞表达；第12～16周出现肾小球入、出球动脉平滑肌细胞浸 润，部分玻璃样变，肾小球、管固缩，间质少量纤维化，大量单核细胞浸润肾小球、肾小管 和小血管，IL-2R和ICAM-1阳性细胞表达增加；第32周有大于50%肾小球入、出球动脉硬化 ，肾小球、管固缩，间质纤维化。其中IL-2R和ICAM-1阳性细胞表达比第2组及第1组供肾 均呈极显著性差异(均为P<0.01)。
表1 同质和异种肾移植的病理变化及IL-2R和ICAM-1阳性细胞表达率(n=6)
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自体移植组
4 ～>32周
同质移植组
同种异体移植组
4周
12～16周
>32周
4周
12～16周
>32周
组织学
正常
正常
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正常
10%肾小球入、出球动脉硬化，肾小球、管固缩
正常
20%～30%肾小球入、出球动脉硬化，肾小球、管固缩，间质纤维化
>50%肾小球入、出球动脉硬化，肾小球、管固缩，间质纤维化
IL-2R阳性细胞
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ICAM-1阳性细胞
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3 讨论
尽管临床上成功地实行了器官移植，但受体要长时间的存活仍存在不少亟待解决的问题。排 斥反应的免疫生物学和免疫抑制剂不能延长移植术后6年的同种异体移植的生存期，如心脏 移植7年以后，有50%死于移植器官的衰竭。肾移植后，移植肾功能以每年5%～10%的速度丢 失。 慢性肾移植的排斥反应随着时间的流失而发生进行性功能衰竭和移植肾相应的形态学改变， 包括血管栓塞、肾小球动脉硬化、球管固缩和纤维浸润，其发病机理尚不清楚[1～3] 。目 前学术上有两种猜测：一是抗原依赖因素造成的早期免疫损伤所致；二是抗原非依赖因素促 成 进一步的改变，表现在机能上和形态上的变化[4]。我们通过设计对照组、同质移 植和同 种异体移植组检测大鼠白细胞介素2受体和细胞间粘附分子-1在移植肾的阳性表达，发现在 同种异体移植组白细胞介素2受体明显增加。IL-2R由一条55ku的α链和一条77 ku的β链通 过非共价键形式结合成分子复合体，对IL-2R有高度的亲和力，此复合体和IL-2R相互作用 ， 触发了抗原，激活T淋巴细胞进行有丝分裂和克隆扩增，从而发生局部的排斥反应[5] 。表 现为肾小球血管栓塞、肾小球入、出球动脉硬化以及肾小球、管固缩。其局部表达的多寡表 明排斥反应的严重程度，我们的实验第3组IL-2R表达明显高于第1组及第2组，且病理反应 的严重程度与IL-2R的阳性表达成正比。可用IL-2R来估计排斥反应的严重程度。ICAM-1在排斥反应中也起重要作用，其阳性表达变化可能在慢性排斥反应中起重要作用， 因 第3组同种异体肾移植物中ICAM-1阳性率较第1组和第2组动物明显增加。进一步研究阻断IL -2R和ICAM-1表达的单克隆抗体和药物，可望能控制慢性排斥反应的发生。
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严群，女，1961年生，讲师
参 考 文 献
1，Tilney N L, Whitley W D, Diamonds J R et al. Chronic rejection a n undefined conundrum. Transplant, 1991,52:389
2，Basadonna G P, Matas A J, Gillingham K J et al. Earl versus late acute renal a llograft rejection: impact on chronic rejection. Transplant, 1993,55:993
3，Yimaz S, Paavonen T, Hagry P. Chronic rejection of rat kidney allogr afts. The impact of prolonged ischemia on transplant histology. Transplant,1992, 53:823
, http://www.100md.com
4，Hancock W W, Whitney W D, Tullius S G et al. Cytokines adhesion molecules and the pathogenesis of chronic rejection of rat renal allografts. Tra nsplant, 1993,56:643
5，Tamatani T, Miyasaka M. Identification of monoclonal antibodies reac tive with homology of ICAM-1, and evidence for a different involvement of ICAM -1 in the adherence of resting versus activated lymphocytes to high endothelial cell. Int Immunol, 1990,2:1654
(1999-10-08 收稿), http://www.100md.com