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编号:10215620
用地塞米松体内处理大鼠的脾细胞诱导成年大鼠同种异体免疫耐受
http://www.100md.com 《第一军医大学学报》 2000年第4期
     作者:孙尔维 陈一方 Nakajima Hiroo

    单位:孙尔维(第一军医大学珠江医院 血液净化肾移植中心 广东 广州 510282);陈一方(第一军医大学珠江医院谊侨科,广东 广州 510282);Nakajima Hiroo(日本京都府立医科大学第二外科)

    关键词:免疫耐受;树突状细胞;脾细胞;地塞米松

    第一军医大学学报000416 摘要:目的 探讨免疫健全的成年动物能否诱导供者同种异体心脏移植物的特异性免疫耐受。方法 以成年BN和DA雄性大鼠为供鼠,成年Lewis雄性大鼠为受鼠,给供鼠在切除脾脏或摘取心脏前腹腔注射地塞米松(Dex)。受鼠在手术前两周输注经Dex处理的供鼠脾脏细胞细胞(Dex-SpC)或者移植经Dex体内处理的供鼠心脏(Dex-Gr),或者联合进行上述两种处理(Dex-SpC+Dex-Gr)。另一组受鼠在输注Dex-SpC的前后3 d和围手术期间也用Dex进行了处理(Dex-SpC+Dex-Gr+Reci-Dex)。结果Dex-SpC组供者特异性移植物存活时间延长,而Dex-SpC+Dex-Gr组移植物存活时间更长。但是,Dex-SpC+Dex-Gr+Reci-Dex组移植物存活时间没有两联处理组长。结论 本研究证实了经Dex体内处理的供者脾细胞能够诱导师未经免疫抑制的成年动物的同种异体免疫耐受,提示耐受或排斥并非决定于抗原性质的“自我非我”,动物是新生还是成年。其机制可能是经Dex处理后脾细胞中的树突状细胞数量减少或功能降低,从而不能提供共刺激信号。
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    中图分类号:R392.4 文献标识码:A

    文章编号:1000-2588(2000)04-0380-03

    Tolerance induction in adult rats with normal immune status by spleen cell from dexamethasone-treated animals

    SUN Er-wei

    (Hemopurification and Renal Transplantation Center Guangzhou 510282, China)

    CHEN Yi-fang

    (HemopurificationYiqiao Building, Guangzhou 510282, China)
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    Nakajima Hiroo

    (The Second Department of Surgery, Kyoto Prefectural University of Medicine, Japan)Abstract:Objective To investigate whether donor-specific tolerance to cardiac allograft can be induced in adult animals with intact immune system. Method Adult Brown Norway and Dark Agouti rats were used as donors and Lewis rats as recipients. Donor rats were injected with dexamethasone (Dex) intraperitoneally prior to either their splenectomy or heart procurement. The recipients received spleen cells from Dex-treated donors (Dex-SpC) 2 weeks before cardiac transplantation, cardiac transplantation with grafts from Dex treated donors(Dex-Gr), or a combined treatment of Dex-SpC + Dex-Gr. In another group, the recipients were treated with Dex before, during and after transfusion of Dex-SpC and transplantation. Results The survival time was prolonged significantly in Dex-SpC group and even longer survival time found in Dex-SpC + Dex-Gr group. However, the graft suvival time was shortened in Dex-SpC + Dex-Gr+Reci-Dex group as compared with combined treatment group. Conclusions According to our knowledge, it is the first report that donor-specific tolerance can be induced in adult animals with normal immune status by transfusion of donor lymphocytes. It is suggested that tolerance or rejection may not be dependent on self or non-self of an antigen, or on whether the animals are neonatal or adult. The underlying mechanisms may be that decrease of number or decline in function of dendritic cells in donor spleen cell inoculation will not provide costimulation to T cells, which contributes to the tolerance inductivity of spleen cells from Dex treated rats.
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    Key words:immune tolerance; dendritic cells; dexamethasone; spleen cells; splenocytes; rats

    最近的研究提示,新生动物并非特别易于诱导免疫耐受,同样能够诱导免疫应答反应,从而对40多年来被认为是免疫系统定律的“自我非我”免疫识别模型提出了挑战[1、2]。与成年动物相比,新生鼠之所以易于诱导免疫耐受,可能并非免疫细胞存在质的差异,而是其中一些免疫细胞数量少。同样,免疫识别的结果是耐受还是排斥可能并非取决于抗原性质的“自我非我”,或者动物的特殊生长和/或发育时期(新生或成年),而是抗原的剂量、部位以及抗原提呈途径综合作用的结果。有研究表明,T细胞在接受第一信号(TCR结合)的同时,有第二信号(共刺激)存在时被激活,相反在只有第一信号而无第二信号时灭活或死亡,提示阻断共刺激信号可使动物产生耐受[3]。抗原提呈细胞(APC)有两类:一类是非专业性APC,如非活化巨噬细胞和B细胞及各种组织细胞等,在提供第一信号的同时不提供第二信号;另一类是专业性APC,如树突状细胞(Dendritic cell, DC),在提供第一信号的同时提供第二信号。因此有假说认为非专业性APC提呈抗原时诱导免疫耐受,而专业性APC提呈抗原时则引起免疫应答反应(排斥)[4]。地塞米松(Dex)可以向下调节DC的数量及表达共刺激信号的能力,但不影响淋巴细胞表面MHC I和MHC II的表达[5]。因此,我们试图用Dex处理供鼠,以减少其脾脏中DC数量及其共刺激分子的表达,探讨经Dex体内处理的大鼠脾脏细胞(Dex-SpC)能否诱导同种异体免疫耐受。
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    1 材料与方法

    1.1 动物与药物

    雄性DA大鼠(RTa/a,体质量210~220 g,8~10周龄),雄性BN大鼠(RTn/n,体质量200~220 g,8~10周龄)和雄性Lewis大鼠(RTl/l,体质量280~300 g,9~10周龄),均购自Seac Yoshitomi公司。所有大鼠均饲养于京都府立医科大学附属动物部,自动喂水和食物。Dex(水溶性)购于Sigma公司,用生理盐水稀释,然后4℃贮存备用。

    1.2 Dex处理、脾细胞输注及异位心脏移植

    Dex经腹腔注射给药。脾细胞输注:分离供鼠脾细胞后,溶解红细胞并用RPM1-1640培养液洗涤2次,将5×107胎盼兰拒染的脾细胞通过尾静脉注射给受鼠。同种异体异位心脏移植采用改良的Ono和Lindsey方法,将供鼠心脏的主动脉和肺动脉分别与受鼠的腹主动脉和下腔静脉作端侧吻合,每日触摸心脏跳动,以检查移植心脏功能,移植物存活时间计算至心跳完全停止日。
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    1.3 实验设计

    将Lewis受鼠随机分组,并将手术日定为第0天。根据不同的处理方法分别对供鼠和受鼠进行预处理。分组及处理方法见表1。

    表1 Dex体内处理的大鼠脾细胞诱导成年动物同种异体免疫耐受的实验设计

    Tab.1 Experimental protocol for tolerance induction

    by spleen cells from Dex-treated rats

    Group

    Treatment

    Donor

    Recipient
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    Control

    -

    -

    SpC

    -

    Donor SpC i.v. on -14 d

    Dex-SpC

    Dex i.p. on –17 d,–16 d,–15 d (BN)

    Donor SpC i.v. on -14 d

    Dex-Gr

    Dex i.p. on –3 d,–2 d, –1 d (BN)
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    -

    SpC+Dex-Gr

    Dex i.p. on –3 d,–2 d, –1 d (BN)

    Donor SpC i.v. on -14 d

    Dex-SpC+Dex-Gr

    Dex i.p. on –17 d,–16 d, –15 d, and

    –3 d, –2 d,–1 d (BN)

    Donor SpC i.v. on -14 d

    Dex-SpC+Dex-Gr+Reci-Dex
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    Dex i.p.on –17d,–16d, –15 d, and

    –3 d,–2 d, –1 d (BN)

    Dex i.p. on –15, –14, –13 d

    and –1, 0, 1 d+Donor

    SpC i.v. on –14 d

    3rd-party control

    SpC (BN) treated as

    Dex-SpC group,cardiac grafts (DA)

    SpC (BN) i.v. on –14 d
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    SpC: Spleen cells; Dex-SpC: Spleen cell from Dex-treated donors; Dex-Gr: Cardiac transplantation with grafts from Dex-treated donors; Reci-Dex: The recipients were treated with Dex before, during and after transfusion of Dex-SpC and transplantation

    2 结果

    经Dex体内处理的大鼠脾细胞延长同种异体心脏移植物的存活时间见表2。

    表2 静脉注射Dex体内处理的大鼠脾细胞延长同种异体心脏移植物的存活时间

    Tab.2 Prolongation of cardiac allograft (Brown-Norway Lewis) survival
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    by intravenous injection of SpC from Dex-treated donor rats

    Group

    Abbreviation

    n

    Mean±SD (d)

    A

    Control

    9

    7.00±0.33

    B

    SpC
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    4

    6.75±0.85

    C

    Dex-SpC

    5

    16.50±1.82

    D

    Dex-Gr

    6

    7.50±0.34

    E

    SpC+Dex-Gr

    4
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    6.50±0.50

    F

    Dex-SpC+Dex-Gr

    8

    42.25±11.77

    G

    Dex-SpC+Dex-Gr+Re-Dex

    5

    21.75±4.09

    H

    DA 3rd-party control

    5
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    7.40±3.20

    MW test; P=0.6434 A vs B; P=0.0027 A vs C; P=0.2888 A vs D; P=0.0143 B vs C; P=0.0192 C vs F; P=0.3913 C vs G; P=0.2008 D vs E; P=0.0019 D vs F; P=0.0105 D vs G; P=0.0430 F vs G; P=0.0066 E vs F; P=0.7328 A vs H

    3 讨论

    现代免疫学主要建立在“自我非我”识别学说的基础之上。根据此学说,一个免疫系统完整的动物将排斥外来抗原(“非我”),而接受自身组织中的抗原(“自我”)。此理论还假设:免疫系统是在动物发育中的一个特殊时期(胚胎或新生期)获得这种检测、区别和引起对“自我和非我”抗原的不同免疫反应功能的。因为在此期间,淋巴细胞未成熟而会将遇到的抗原作为“自我”加以保护,而此后遇到抗原作为“非我”加以排斥。同样基于此假说,40多年免疫耐受的研究,尤其是移植免疫耐受的研究,主要致力于用各种方法如放射、抗淋巴细胞球蛋白或其它抗体打击受者免疫系统,同时给予抗原[6]。最近研究发现,新生鼠可以产生以前在成年动物中发现的所有免疫反应,因而假设在免疫健全的成年动物中也可诱导免疫耐受[1、2]。但是,为何静脉注射未经处理的脾细胞在诱导免疫健全的成年动物免疫耐受时效果不佳呢[5]?我们认为淋巴细胞分离这一过程也许会激活脾脏中的DC,而引起一个有限的免疫应答反应,影响了脾细胞的免疫耐受诱导能力。因为非专业性APC(B细胞)占脾脏的60%,我们推论如果能够减少供鼠脾细胞中DC的数量或降低其功能,而保留所需要的B细胞,然后将此脾细胞输给受者,也许会诱导免疫健全的成年动物产生免疫耐受。
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    目前对于如何有效地在体内和体外调节DC的功能仍所知不多[7]。最近有报道,糖皮质激素可以在体内和体外向下调节DC的功能而不影响B细胞、T细胞以及其MHC的表达。Kitajima[8]报道Dex可阻止一个DC细胞株的最后成熟。而且,糖皮质激素一直是器官移植和不同免疫性疾病的常用免疫抑制剂。因为只有围手术期或在急性排斥的早期应用强的松龙才有效,因此我们相信糖皮质激素应该能够影响免疫“反射弧”中的早期阶段,有可能是DC。我们对供鼠进行Dex连续3 d处理(与临床应用类似),试图在分离供鼠脾脏细胞前向下调节其DC的功能或数量。我们将Dex处理过的BN供鼠的脾细胞(Dex-SpC)于术前两周输给Lewis受鼠,再进行供受鼠之间的心脏移植,发现Dex-SpC可特异性地明显延长同种异体心脏移植的存活时间。相反仅接受未经Dex处理的供鼠脾细胞或者仅接受Dex处理的供鼠心脏或者接受这两种联合处理的受鼠,其心脏移植物的存活时间均无明显延长。尽管Dex处理3 d后摘取的心脏在移植后存活时间并无明显延长,但是若该受鼠曾接受过供鼠特异性的Dex-SpC,则心脏移植物存活时间最长,表明Dex-SpC与Dex-Gr有协同作用。这些结果说明,DC数量减少或功能降低的Dex-SpC可诱导受鼠产生免疫耐受,同时移植心脏中的DC对免疫耐受诱导也有影响。若在输注供鼠Dex-SpC和Dex-Gr的同时,给受鼠也用3 d的Dex(1 mg/d),则同种异体移植物存活时间没有仅用Dex对供者进行处理的长。这一结果提示一些尚未明确的机制,第一种可能是,受鼠接受Dex处理后可以更进一步减少受鼠体内供鼠淋巴细胞的数量和寿命,使抗原提呈时间缩短而未产生足够的耐受T细胞;第二种可能是,间接抗原提呈途径也是诱导移植免疫耐受的重要途径,而用糖皮质激素向下调节受鼠体内的APC可能妨碍了免疫耐受的诱导。换句话说,虽然在移植时临床上广泛应用糖皮质激素可以有效地减少急性排斥,但这种处理方法也降低了免疫耐受诱导的可能性。
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    基金项目:国家自然科学基金资助项目(39870724)

    作者简介:孙尔维(1963-),男,江苏南通人,1987年毕业于第一军医大学,硕士,电话:85143302

    参考文献:

    [1] Ridge JP, Fuchs EJ, Matzinger P. Neonatal tolerance revisited: turning on newborn T cells with dendritic cells [see comments][J]. Science, 1996, 271(5256):1723-6.

    [2] Forsthuber T, Yip HC, Lehmann PV. Induction of Th1 and Th2 immunity in neonatal mice[J]. Science, 2000, 271:1728-30.
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    [3] Schwartz RH. Models of T cell anergy: is there a common molecular mechanism?[J]. J Exp Med, 1996, 184(1):1-8.

    [4] Matzinger P. Tolerance, danger, and the extended family[J]. Annu Rev Immunol, 1994, 12:991-1045.

    [5] Moser M, De Smedt T, Sornasse T, et al. Glucocorticoids down-regulate dendritic cells function in vitro and in vivo[J]. Eur J Immunol, 1995, 25(10):2818-24.

    [6] Auchincloss JrH. Strategies to induce tolerance. In: Bach FH, Auchincloss HJr eds. Transplantation immunology[M]. NewYork:Wiley, 1995.211-8.
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    [7] Stingl G, Bergstresser PR. Dendritic cells: a major story unfolds[J]. Immunol Today, 1995, 16(7):330-3.

    [8] Kitajima T, Ariizumi K, Bergstreesser PR, et al. A novel mechanism of glucocorticoid-induced immune suppression: the inhibition of T cell-mediated terminal maturation of a murine dendritic cell line[J]. J Clin Invest, 1996, 98(1):142-7.

    收稿日期:2000-05-22, 百拇医药