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编号:10266671
系统性红斑狼疮BXSB小鼠骨髓B细胞系细胞的分化发育
http://www.100md.com 《首都医科大学学报》 2000年第4期
     作者:徐志伟 邓鸿业 邓玉兰 丁桂凤

    单位:北京大学基础医学院免疫学系,北京 100083

    关键词:B细胞活化抗原;分离和提纯;骨髓细胞;生长和发育;红斑狼疮;系统性;自身抗体;生物合成;Yaa基因

    北京医科大学学报000410 [摘 要] 目的:研究Yaa基因与骨髓B细胞系细胞的分化发育是否有相互关系。方法:用Whitlock-Witte法从骨髓细胞中培养纯化出B细胞系细胞,继而检测B细胞系细胞对脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)刺激后的表型、增殖反应和抗DNA抗体的产生以及对地塞米松诱导后的凋亡情况。结果:用Whitlock-Witte法成功地从骨髓细胞中培养分离出B细胞系细胞。经LPS刺激后,雌雄BXSB小鼠B细胞系细胞膜表面CD19抗原和膜表面Ig的分布相似,都出现较强的增殖反应和产生IgM类型的抗ssDNA和dsDNA 抗体,但是对地塞米松诱导的凋亡作用不敏感。结论:Yaa基因对BXSB小鼠骨髓中B细胞系细胞的分化发育无影响,提示Yaa基因仅在外周免疫器官的成熟B细胞中表达活性;并且BXSB小鼠骨髓中的自身反应性B细胞系细胞未被删除,可能是产生自身抗体的内在原因之一。
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    [中图分类号] R758.62-332 [文献标识码] A [文章编号] 1000-1530(2000)04-0320-04

    Study on the differentiation and development of bone marrow B

    cell lineage cells from systemic lupus erythematosus BXSB mice


    XU Zhi-Wei

    (Department of Immunology, Peking University, Beijing 100083, China)

    DENG Hong-Ye
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    (Department of Immunology, Peking University, Beijing 100083, China)

    DENG Yu-Lan

    (Department of Immunology, Peking University, Beijing 100083, China)

    DING Gui-Feng

    (Department of Immunology, Peking University, Beijing 100083, China)

    ABSTRACT Objective: To obtain B cell lineage cells from the bone marrow of lupus BXSB mice and observe whether there is an interrelation between the Yaa gene and B cell lineage differentiation. Methods: B cell lineage cells were isolated with Whitlock-Witte method, and their surface phenotype, proliferation, production of anti-DNA antibody after response to lipopolysaccharide (LPS) and apoptosis status induced by dexamethasone were detected. Results:B cell lineage cells derived from male or female BXSB mice had identical distribution of CD19 and surface membrane Ig , proliferative response with similar intensity and produced approximate levels of IgM anti-DNA antibodies after LPS stimulation. Besides , the B cell lineage cells were resistant to the Dex- induced apoptosis. Conclusion: Yaa gene has no effects on the differentiation and development of the bone marrow B cell lineage cells in SLE BXSB mice, suggesting that its activity only appears in the peripheral mature B cells. The autoactive B cell lineage cells in the bone marrow of BXSB mice are not deleted, which maybe is one of the intrinsic reasons of producing autoantibodies.
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    KEY WORDS B-cell activation antigen/isol; Bone marrow cells/growth; Lupus erythematosus, systemic; Autoantibodies/biosyn; Gene Yaa

    (J Beijing Med Univ, 2000,32:320-322)

    系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus, SLE)是由于免疫复合物形成而造成多器官损伤的自身免疫性疾病。但其病因及发病机制仍不明朗。近来,对遗传背景不同的SLE小鼠模型进行了多方面的研究表明,由于B细胞的内在缺陷导致其表型异常和功能亢进是SLE发生的主要细胞学基础。在SLE小鼠模型BXSB品系,由于Yaa(Y chromosome associated -autoimmune accelerator)基因的作用,使得雄性小鼠发病早且严重,而雌性小鼠发病迟且相对轻,这与雄性小鼠外周淋巴器官中出现Yaa基因相关的B细胞异常有关,包括对脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)的高增殖反应,膜表面粘附或辅助分子的高表达以及出现异常的CD40配体分子等[1]。骨髓移植实验证明,雄性BXSB小鼠的早发病与造血干细胞有关,那么Yaa基因是否与骨髓中B细胞系的分化发育相关有待澄清。为此,本实验对BXSB小鼠骨髓B细胞系细胞进行了分离培养,并进一步检测分析了在诱导剂的作用下骨髓B细胞系细胞的分化和凋亡的情况。
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    1 材料与方法

    动物:BXSB小鼠,3周龄,雌雄各3~5只(该小鼠由第三临床医学院皮肤科陈学荣教授自美国Jackson实验室引进,本研究室饲养繁殖)。

    优质胎牛血清(FCS)(Hyclone),RPMI1640(Gibco), PE-CD19mAb(深圳晶美公司),FITC-RaMIg(本室制备),组织培养板及培养皿(Falcon)。

    骨髓B细胞系细胞的体外培养与分离,采用Dorshlick介绍的Whitlock-Witte方法[2]。获取小鼠后肢骨髓细胞,用含体积分数5%的胎牛血清的RPMI1640培养液配成1×106 ml-1细胞浓度,放入6孔组织培养板内,每孔3 ml,在37℃和体积分数5%的CO2条件下培养。第3天时加入3 ml的含体积分数5%的FCS的RPMI1640培养液(下同)。此后的第3天弃去80%的培养液,加入1.5 ml的培养液。以后每周半量换培养液2次。
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    收集B细胞系细胞:用尖吸管吹打悬起细胞,然后将细胞转移到新的组织培养皿中,在37℃和体积分数5%的CO2条件下放置2 h。此时饲养细胞贴壁,将处于悬浮状态的B细胞系细胞收集,洗涤。再用含体积分数10%的FCS的RPMI1640培养液配成1×106 ml-1的细胞浓度。

    将细胞放入24孔细胞培养板,每孔1 ml,加LPS至终(质量)浓度20 mg*L-1,在37℃和体积分数5%的CO2条件下,连续培养3 d。收集细胞,用PE-CD19mAb和FITC-RaMIg对细胞进行双染色,上流式细胞仪分析。

    用上述方法连续培养5 d后,收集上清,用ELISA法测定IgM和IgG类型抗ssDNA和dsDNA抗体[3]

    将上述相同细胞浓度和相同LPS质量浓度的细胞悬液,加入96孔培养板,每孔0.2 ml,在相同条件下培养48 h,然后每孔加入7.4×105Bq的3H-TdR,继续培养24 h。收获细胞,用Wallac仪测定细胞内参入DNA中的3H-TdR的放射性活度。
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    细胞悬液加入终浓度为10-6 mol.L-1的地塞米松,在37℃和体积分数5%的CO2条件下培养12 h。收集细胞,用PI染色。经流式细胞仪测量亚二倍体细胞数量作为凋亡细胞的含量。

    2 结果

    骨髓细胞经过1周的培养后,可见较小的B细胞系细胞集落。经过3周培养后,可见B细胞系细胞形成的较大集落或密集分布于饲养层细胞下面。

    从雌雄BXSB小鼠骨髓细胞中培养分离出的骨髓B细胞系细胞,经LPS作用后,细胞表面的CD19抗原和膜表面Ig抗原的分布极为相似(图1)。近90%的细胞表达CD19抗原,其中Ig阴性的B细胞与Ig阳性的B细胞的比例接近1∶1。CD19抗原阴性的细胞可能是更加原始的细胞。
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    A, male BXSB mice; B, female BXSB mice.

    图1 Pre-B细胞系细胞膜表面CD19和Ig抗原的分布

    Figure 1 CD19 and SmIg distribution on Pre-B lineage cells

    雌雄BXSB小鼠的骨髓B细胞系细胞一般不能自发产生IgM和IgG类型的抗ssDNA和dsDNA的抗体。在体外经LPS刺激后,雌、雄BXSB小鼠的骨髓B细胞系产生IgM类型的抗ssDNA抗体[光密度D(±s)分别是1.09±0.08和0.89±0.24]和抗dsDNA抗体[D(±s)分别是1.20±0.06和0.82±0.14],前者的水平稍高于后者;但是,雌雄BXSB小鼠的骨髓B细胞系细胞均不产生IgG类型的抗DNA抗体。
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    雌雄BXSB小鼠的骨髓B细胞系细胞对LPS刺激有非常明显的增殖反应。雌性BXSB小鼠骨髓B细胞系细胞的增殖反应[活度(±s)是(2 254±148)Bq]稍高于雄性BXSB小鼠的骨髓B细胞系细胞[活度(±s)是(1 723±100)Bq]。

    雌雄BXSB小鼠的骨髓B细胞系细胞对地塞米松的凋亡诱导作用不敏感,经10-6 mol.L-1浓度的地塞米松作用12 h后,两者均不到10%的细胞出现凋亡(图2)。此与小鼠胸腺细胞不同,我们在以前的实验中用相同浓度的地塞米松处理相同时间,大于80%的胸腺细胞出现凋亡。

, http://www.100md.com     A, male BXSB mice; B, female BXSB mice.

    图2 地塞米松诱导的Pre-B细胞系细胞凋亡的检测结果

    Figure 2 Detection for Dex-induced apoptosis of Pre-B lineage cells

    by flow cytometry

    3 讨论

    Whitlock-Witte方法是从骨髓细胞中培养分离B细胞的经典方法[2],用该法获得的B细胞系细胞含有各个阶段的B细胞,从Pre-B细胞到SmIg+的B细胞。用此法从雌雄BXSB小鼠骨髓细胞中培养分离的B细胞系细胞中有近90%细胞表达B细胞系特异的CD19抗原。经LPS刺激后,雌雄BXSB小鼠的CD19抗原阳性的骨髓B细胞系细胞中膜表面Ig阳性和阴性的B细胞的比例都接近1∶1,表明Yaa基因对骨髓B细胞系细胞膜抗原的分化过程无作用。
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    其次,雌雄BXSB小鼠骨髓B细胞系细胞中有相当一部分对LPS的刺激产生应答:骨髓B细胞系细胞对LPS 有明显的增殖反应,而雌性小鼠的反应稍强于雄性小鼠;在LPS 的刺激下,雌雄BXSB小鼠的骨髓B 细胞系细胞具有相似的能力产生IgM类型的抗ssDNA和dsDNA 抗体,但不产生IgG类型的抗DNA 抗体。未受 LPS刺激的骨髓B细胞系细胞几乎不产生任何类型的抗DNA抗体。提示狼疮性BXSB 小鼠的B细胞分化发育的中枢免疫器官骨髓中,对DNA自身抗原反应的B 细胞没有被删除,可能是产生抗DNA抗体的内因所在。因此,骨髓B细胞系细胞只有进入外周免疫器官,接受自身抗原的刺激并在T 细胞的协助下才能产生IgM类型的抗DNA抗体或向产生 IgG类型抗DNA抗体转换。

    地塞米松是淋巴细胞凋亡的诱导剂,但是从雌雄BXSB小鼠骨髓来源的B细胞系细胞均对地塞米松的凋亡诱导作用不敏感,也提示Yaa 基因对凋亡的诱导过程无影响。至于雌雄BXSB小鼠骨髓B细胞系细胞对地塞米松的凋亡诱导作用不敏感,而正常小鼠的胸腺细胞对地塞米松的凋亡诱导作用敏感的原因不清。
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    实验表明,Yaa基因的活性表达有时空性,它在BXSB 小鼠骨髓内 B细胞系的分化发育过程中不发挥作用,但对外周免疫器官的成熟B细胞发挥效应,通过改变 B细胞的表型和功能而促进SLE 的发生与发展。今后若将雌雄BXSB小鼠骨髓的B细胞系细胞培养分离后,分别转移给组织相容性且受射线照射过的正常小鼠受体,以研究小鼠受体的发病有无或程度,可进一步分析Yaa基因活性的表达与B细胞在致病中的作用的相互关系。

    基金项目:高等院校博士点专项科研基金资助([1999]26)。

    参考文献

    1,Blossom S, Gibert KM. Antibody production in autoimmune BXSB mice. I. CD40 ligand-expressing B cells need fewer signals for polyclonal antibody synthesis[J]. Clin Exp Immunol, 1999,118:147-153
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    2,Dorshkind R, Landreth KS. Use of long term bone culture and cloned stromal cell lines to grow B cell lineage cells. In: Immunology Methods mannual,edited by Ivan Lefkovits[M]. Volume 2.Inc San Diego, Califonia: Academic Press, 1997. 889-900

    3,徐志伟,邓鸿业,丁桂凤.狼疮性BXSB小鼠抗DNA抗体水平的动态变化[J].免疫学杂志,2000, 16:13-15

    (2000-03-30收稿), http://www.100md.com