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编号:10258613
抗APO-1单抗促进SEB活化的淋巴细胞凋亡及其与胞内游离Ca2+浓度相关性研究
http://www.100md.com 《解剖学报》 1998年第3期
     作者:肖雪媛* 杨崇静** 杨贵贞

    单位:白求恩医科大学基础医学院免疫学教研室,长春 130021;**长春市第五医院,长春

    关键词:鼠抗人APO-1单克隆抗体;SEB;Ca2+浓度;淋巴细胞凋亡

    解剖学报980312 摘 要 为探讨抗APO-1单抗处理的金黄色葡萄球菌肠毒素B(SEB)活化的淋巴细胞胞浆中游离Ca2+浓度的变化,用形态学观察、流式细胞光度术观测了鼠抗人APO-1单克隆抗体对SEB活化不同天数的人外周血淋巴细胞凋亡的诱导作用,同时采用Fura-2/AM荧光探针检测了APO-1单抗处理的淋巴细胞胞浆内游离Ca2+浓度。结果表明,抗APO-1单抗对SEB活化1d和对照组淋巴细胞无明显的促凋亡作用,但对SEB活化5d的淋巴细胞不仅可明显促进其凋亡,而且可使其胞浆游离Ca2+浓度升高,而Zn2+则抑制了抗APO-1单抗的凋亡诱导作用。由此可见,抗APO-1单抗与其特异性抗体结合后可能是通过使胞浆中游离Ca2+浓度升高,激活了Ca2+/Mg2+依赖的内源性核酸内切酶而导致SEB活化的淋巴细胞凋亡。
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    静息、成熟的淋巴细胞几乎不表达APO-1受体,但上述细胞经PHA刺激后可表达APO-1受体,并且该受体与其特异性抗体结合后可诱导APO-1+的细胞凋亡[1]。虽然目前认为APO-1是凋亡分子,但对Ca2+是否参与其凋亡诱导过程众说不一[2,3]。为此本实验探讨了抗APO-1单抗处理的SEB活化的淋巴细胞胞浆中游离Ca2+浓度的变化,为阐明APO-1诱导细胞凋亡的机制提供理论依据。

    材料和方法

    1.材料

    健康人全血购自长春市中心血站;抗APO-1单克隆抗体由德国Krammer教授惠曾;碘化丙锭(PI)、RNaseA、Fura-2/AM及EGTA购自Sigma公司;金黄色葡萄球菌肠毒素B(SEB)购自北京军事医学科学院五所;Triton X-100和rhIL-2购自天象人生物技术有限公司。
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    2.细胞培养及分组

    全血加等体积Hank液,经淋巴细胞分层液离心后得单个核细胞,调细胞浓度为2×109/L。实验组加SEB(终浓度为1μg/L)和rhIL-2(终浓度为40IU/L),对照组加40IU/L的rhIL-2,置37℃,5%的CO2孵箱中培养。

    3.细胞凋亡的形态学观察

    实验组和对照组细胞在体外培养1d和5d后,分别加入鼠抗人APO-1单抗(使其终浓度分别为5μg/L和0.5μg/L),37℃培养16h,调细胞浓度为1×107/L,取50μl细胞悬液经cytospin甩片,80%甲醇固定30min,PBS洗涤3次,碘化丙啶(0.05% TritonX-100配制的50μg/L PI)4℃避光染色10min,甘油PBS封片后置荧光显微镜下观察。

, 百拇医药     4.细胞DNA断裂的百分率测定

    培养1d和5d的细胞,分别加鼠抗人APO-1单抗(使其终浓度分别为0.5μg/L和5μg/L),37℃培养16h后,调细胞浓度为1×108/L,经碘化丙啶染色后测定其细胞DNA断裂的百分率;另外1组培养5d的细胞在加抗APO-1单抗同时加ZnCl2(终浓度为5nmol/L),37℃培养16h后测定细胞DNA断裂的百分率。测定方法参考文献[4]

    5.细胞胞浆游离Ca2+浓度的测定

    实验组和对照组培养5d的细胞,分别加鼠抗人APO-1单抗(终浓度分别为5μg/L和0.5μg/L),分别经Fura-2/AM负载处理后,测定胞浆游离Ca2+浓度参考文献[5],采用P-E 5050荧光磷光发光分光光度计测定荧光强度。
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    结 果

    1 抗APO-1单抗促进SEB活化的淋巴细胞凋亡

    图3 细胞DNA断裂的百分率

    Fig.3 Percentage of DNA fragmentation of cells a:SEB+0.5μg/L of APO-1

    McAb; b:SEB+5mg/L of APO-1 McAb; c:SEB only; d:SEB+5μg/L

    of APO-1 McAb+ZnCl\-2+(5nmol)

    对照组和SEB刺激1d和5d的人外周血淋巴细胞,碘化丙锭染色后FACS分析结果显示,前组淋巴细胞凋亡的百分率分别为0.7%和1.0%;而SEB组淋巴细胞凋亡的百分率分别为1.6%和11.1%。上述两组细胞培养1d后经0.5μg/L和5μg/L抗APO-1单抗处理16h,PI染色后荧光显微镜下观察,发现无明显的凋亡细胞出现,并且SEB组细胞DNA断裂的百分率分别为1.3%和1.1%,而对照组仅为0.7%和0.8%;体外培养5d的两组细胞经上述浓度的抗APO-1单抗处理16h后,SEB组的凋亡细胞明显增多,并且与抗APO-1抗体的浓度呈剂量相关(图1,2)。而Zn2+的加入则抑制了抗APO-1单抗的上述作用(图3)。对照组细胞在体外培养5d后,虽然也经不同浓度的抗APO-1单抗处理,但细胞凋亡的百分率与培养1d相比无明显增高。
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    2.抗APO-1单抗可使SEB活化的淋巴细胞胞浆游离Ca2+浓度升高

    体外培养5d的对照组和SEB组人外周血淋巴细胞经Frua-2/AM负载处理后,测其胞浆中游离Ca2+浓度分别为6.64±1.2nmol/L和18.6±5.4nmol/L。上述两组细胞经5μg/L抗APO-1单抗处理16h后,胞浆游离Ca2+浓度随上述抗体浓度增加而升高(图4)。

    讨 论

    图4 胞浆游离Ca2+浓度

    Fig.4 Cytosolic free [Ca2+] of PBLC ----:control+5mg/L of APO-1
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    McAb(8.64nmol/L) -*-*:SEB+0.5mg/L of APO-1McAb(36.1nmol/L)

    ——:SEB+5mg/L APO-1 McAb(75.62nmol/L)

    APO-1/Fas属TNF/NGF受体超家族成员,APO-1/Fas与其配体结合后可诱导APO-1/Fas阳性的细胞凋亡。Cifone[1]等研究表明APO-1/Fas与其特异性单抗结合后激活酸性鞘磷脂酶,后者可水解酸性鞘磷脂产生神经酰胺,最终导致细胞凋亡。但神经酰胺是否通过使胞内游离Ca2+浓度升高而导致细胞凋亡,目前尚未见报道,而Oshimi[2]实验表明,80%的FMO细胞(EB病毒诱导的B细胞系)表达Fas受体,当该受体与抗Fas抗体结合后,可使细胞浆Ca2+浓度升高,从而激活Ca2+/Mg2+依赖的内源性核酸内切酶,导致细胞DNA断裂,进而细胞凋亡。而Zn2+通过与内切酶上Ca2+位点竞争结合,从而阻断Ca2+/Mg2+依赖的内切酶活性,抑制细胞凋亡[6]。而Rouvier[3]认为Fas受体以Ca2+非依赖形式诱导细胞凋亡。那么超抗原活化的淋巴细胞凋亡是否与胞内Ca2+浓度变化有关,目前未见报道。我们前期的实验结果表明,超抗原SEB可诱导人外周血淋巴细胞表达APO-1受体,体外培养1d时开始升高,5d时达高峰[7]。为此,本实验选用不同浓度的抗APO-1单抗处理体外培养1d和5d的人外周血淋巴细胞。结果表明,抗APO-1单抗只诱导活化的淋巴细胞凋亡,并且在细胞表达APO-1受体最高时,随着抗APO-1抗体浓度的增加,细胞凋亡的百分数也随之增加,而Zn2+则抑制上述单抗的凋亡诱导作用。为了确定抗APO-1单抗诱导淋巴细胞凋亡形态学变化的可靠性,我们又采用了FACS检测,FACS是反应不同的DNA含量细胞所占的比例,如果有凋亡细胞则在正常细胞G1期峰前出现另一个单倍体峰,并且该峰所占的百分数就是细胞DNA断裂的百分数。此结果进一步证实了抗APO-1单抗可诱导SEB活化的淋巴细胞凋亡。并且抗APO-1单抗在诱导淋巴细胞凋亡的同时,可使细胞胞浆Ca2+浓度升高。对照组细胞由于很少表达APO-1受体,因此,抗APO-1单抗既不能诱导其凋亡;也不能使其胞浆游离Ca2+升高。由此推测,抗APO-1单抗与其特异性受体结合诱导的淋巴细胞凋亡可能是由于胞浆中游离Ca2+浓度升高,激活了Ca2+/Mg2+依赖的内源性核酸内切酶而导致SEB活化的淋巴细胞凋亡。
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    收稿 1997-08 修回 1997-11

    本文图1,2见插图第12页

    * 现在军事医学科学院基础所七室工作,北京 100850

    参考文献

    [1]肖雪媛,杨贵贞.APO-1/Fas受体与其配体在诱导淋巴细胞凋亡中的作用.国外医学免疫学分册,1996,19(4):172

    [2]Oshimi Y, Miyazaki S. Fas antigen-mediated DNA fragmentation and apoptotic morphologic changes are regulated by elevated cytosolic Ca2+ level. The Journal of Immunology, 1995,154(2):599
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    [3]Rouvier E, Luciani M, Golstein P. Fas involvement in Ca2+ independent T cell-mediated cytotoxicity. J Exp Med, 1993, 177(1):195

    [4]肖雪媛,杨贵贞.MBP诱导小鼠免疫细胞凋亡的体内研究.中国免疫学杂志,1997,13(1):2

    [5]陈政良,谢佩蓉.应用Fura-2/AM和Probenecid测定免疫细胞胞浆游离Ca2+浓度.免疫学杂志,1995,11(4):256

    [6]McCabe MJ JR, Jiang SA. Relation of intracellular zinc triggers apoptosis in mature thymocytes. Laboratory Investigation, 1993, 69(1):101
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    [7]肖雪媛,杨贵贞.APO-1/Fas及其配体介导超抗原SEB诱导的淋巴细胞凋亡.基础医学与临床,(待发表)

    APOPTOSIS INDUCED BY APO-1 McAb

    IN ACTIVATED LYMPHOCYTES RELATED

    WITH THE CYTOSOLIC FREE Ca2+

    Xiao Xueyuan, Yang Chongjing*,Yang Guizhen

    (Department of Immunology, Norman Bethune University of Medical Sciences, Changchun; *Changchun Fifth People Hospital)
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    Morphological observation and flow cytometry were used to detect the apoptotic promoting effect of APO-1 McAb on the lymphocytes activated by SEB for different days, while the cells were loaded with cytoplasmic fluorescent Ca2+ indicator fura-2/AM. It is indicated that the lymphocytes activated by SEB for 5 days not only have many apoptosis when cultured with APO-1 McAb, but also elevate their cytoplasmic free [Ca2+]. Zn2+ can inhibit the apoptosis induced by APO-1 McAb. The phenomenon mentioned above dose not occur in lymphocytes activted by SEB for 1 day and in control group. It suggests that the Ca2+/Mg2+-depended nucleic acid endonuclease in lymphocytes treated with SEB is activated when APO-1 receptors on cells interact with its specific antibody and induce activated lymphocytes apoptosis finally.
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    KEY WORDS Mouse-anti-human APO-1 McAb; SEB; [Ca2+]; Lymphocytes apoptosis

    △Department of Receptor Pathophysiclogy Beijing Institute of Basic Medical Sciences, Beijing 100850, China

    *新书消息*

    《细胞的增殖、分配及其调控研究》

    由中国医学科学院基础医学研究所细胞生物室编篡的《细胞的增殖、分化及其调控研究》一书,即将由北京医科大学中国协和医科大学联合出版社出版。这是为庆贺薛社普院士八十寿辰而策划的纪念文集。内容包括薛社普院士自述、简介及论文题录,薛社普院士主要论文及纪念性研究论文。此外,还附有薛社普院士工作与生活照片,手书及吴阶平副委员长题词。
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    早在50年代,薛社普院士便开始研究胚胎发育,尤其是神经系统的发生与分化,由此获得了许多宝贵资料与提示。之后,薛社普院士更注意到人体中有两种类型的细胞具有独特的发生与分化规律,这就是红细胞与男性生殖细胞。数十年来,尤其是近十余年来,薛社普院士不遗余力地探索男性生殖细胞和红细胞增殖与分化规律,不但注意到它们在这些过程中形态的变化,生化的改变,还注意到基因表达调控及环境因素的影响。有些观察引伸了以往的发现,有的则是薛社普院士首次报导,于是提出了独辟蹊径的假说,如红细胞去核分化因子(EDDF)假说,棉酚作用的亚细胞位点假说等。这些资料及观点对于今后的研究将起着重要的桥梁作用。有鉴于此,我们将这些资料总结起来,奉献给有兴趣于细胞增殖与分化研究的人们,尤其是供研究生们学习与参考。我们相信该书的出版将有助于我国细胞生物学的发展,以及有助于国际间的交流。

    本书将于今年6月面世。约40万字,估价每本40.00元。

    章静波, 百拇医药(肖雪媛* 杨崇静** 杨贵贞)