当前位置: 首页 > 期刊 > 《中华儿科杂志》 > 1998年第6期
编号:10269111
脐血淋巴细胞凋亡及其影响因素
http://www.100md.com 《中华儿科杂志》 1998年第6期
     作者:刘恩梅 李成荣 杨锡强 吴仕孝 王莉佳

    单位:400014 重庆医科大学附属儿童医院 (刘恩梅、杨锡强、吴仕孝、王莉佳);深圳市妇女儿童医院(李成荣)

    关键词:脱噬作用;胎血;单核细胞;白细胞介素2

    中华儿科杂志/980605 【摘要】 目的 探讨新生儿T淋巴细胞功能低下的机制。方法 以健康成人为对照,采用凋亡细胞计数、片段DNA分析、流式细胞分析等方法观察脐血单个核细胞(CBMC)凋亡及其影响因素。结果 (1)CBMC自发或经抗CD3单克隆抗体刺激较成人外周血单个核细胞(PBMC)易发生凋亡;(2)CBMC与成人PBMC Bcl-2阳性细胞率差异无明显意义;(3)白细胞介素1、干扰素γ对CBMC的凋亡无明显作用,白细胞介素2可部分或全部纠正CBMC凋亡;(4)蛋白抑制剂放线菌酮可迅速诱导CBMC和成人PBMC发生凋亡。结论 易于凋亡可能是新生儿T淋巴细胞发育不成熟的另一重要特征,其凋亡途径为Bcl-2非依赖途径,白细胞介素2对维持CBMC生存十分重要。
, 百拇医药
    Apoptosis of human cord blood mononuclear cells and its regulators

    Liu Enmei, Li Chengrong, Yang Xiqiang, et al.

    Children′s Hospital, Chongqing Medical University Chongqing 400014

    【Abstract】 Objective To further study the mechanism of transient dysfunction of the T lymphocyte (TL) in neonates. Methods The susceptibility of cord blood mononuclear cells (CBMC) to apoptosis and its regulators were determined by calculating percentage of apoptosis cells, analyzing DNA fragmentation and flow cytometry, and comparing to the normal adult peripheral mononuclear cells (PBMC). Results Apoptosis was more easily induced by anti-CD3 as well as in CBMC than in PBMC. There was no signific difference in the percentage of Bcl-2 positive cells between CBMC and PBMC. Apoptosis in CBMC could be corrected partly or completely by using interleukin-2(IL-2), but not IL-1 and interferon-γ. CBMC and PBMC apoptosis could be induced by protein inhibitor CHX. Conclusion It is suggested that the enhanced susceptibility to apoptosis is another important character of TL dysfunction in neonate. Apoptosis in CBMC may be by an independent pathway of Bcl-2. IL-2 is necessary for the surviving of CBMC.
, 百拇医药
    【Key words】 Apoptosis Fetal blood Monocytes Interleukin-2

    凋亡(apoptosis, APO)是细胞生理性死亡的主要形式[1],与坏死不同,APO以细胞核固缩、细胞膜起泡、核酸内切酶活化 被分解为180bp的片段DNA为特征[2]。原癌基因、细胞因子(cytokine, CK)、细胞间相互接触和细胞内信号传递等多种因素参与凋亡的调控。大量资料表明新生儿T淋巴细胞(TL)活化、增殖和分化功能暂时性低下,但尚乏新生儿TL凋亡的研究报道。本研究以健康成人为对照,观察脐血单个核细胞(CBMC)凋亡及其影响因素,籍以探讨微环境对新生儿TL生物学特征的影响。

    对象及方法

    一、研究对象

    足月顺产儿14例,平均胎龄40周,体重3.2 kg,其母无异常妊娠史。健康成人8例作为对照,平均年龄25岁。采血前4周无明显感染史,无血制品及免疫增强剂、抑制剂用药史。
, 百拇医药
    二、细胞培养

    用淋巴细胞分离液分离、肝素抗凝CBMC和成人外周血单个核细胞(PBMC)。用含10%小牛血清的RPMI-1640培养液将细胞浓度调至1×106 /ml,取2 ml加入24孔培养板中,37℃ 5%二氧化碳培养0、24、48及72小时,分别设以下二组:(1)空白对照组;(2)抗CD3单克隆抗体(anti- CD3)刺激组。

    三、凋亡细胞计数

    按Mishell等[3]介绍的方法计数凋亡细胞,在荧光显微镜下观察丫啶橙、溴化乙锭染色的细胞,核固缩为圆点、新月形、杆状者为凋亡细胞(图1),计数200个细胞并计算凋亡细胞百分率。

    四、片段DNA分析

    在实验设计的时间收集细胞,按Sellins等[4]描述的方法提取片段DNA,经1%琼脂糖电泳分析,紫外灯下观察结果及照相。
, http://www.100md.com
    五、流式细胞仪(FACS)检测Bcl-2表达

    将1×106/ml细胞悬浮于1%多聚甲醛PBS液中,室温固定60分,离心后将细胞重悬于染色液中4 ℃保存待检。用染色液稀释Bcl-2,单克隆抗体2 μg/ml每管加200 μl,吹打混匀,室温下放60分,染色洗涤2次,再加入羊抗鼠IgG-FITC(1∶50)置室温30分,将细胞重悬,移入FCM测试管,用FACS检测每10 000个细胞中Bc l-2阳性细胞率,以未加荧光抗体及anti-Bc l-2单克隆抗体为空白对照。

    六、细胞因子对CBMC凋亡的影响

    在细胞培养中,分别加入白细胞介素2(IL-2,200 U/ml),白细胞介素1(lL-1,200 U/ml),干扰素-γ(IFN-γ,100 U/ml),观察其对CBMC凋亡的影响。

    七、放线菌酮(CHX)对CBMC及成人PBMC凋亡的影响
, 百拇医药
    在CBMC和PBMC培养中加入终浓度为1 μg/ml、10 μg/ml、100 μg/ml的CHX,观察其对CBMC和PBMC凋亡的影响。

    八、统计学处理

    实验结果以±s表示,两样本均数作t检验。

    结果

    一、凋亡细胞计数

    新鲜分离的CBMC及PBMC仅有极少的凋亡细胞,两者比较,差异无显著意义(P>0.05),体外培养24小时后CBMC自发或经anti-CD3 刺激后凋亡细胞百分率明显高于PBMC(P<0.001)(附表)。

    附表 CBMC、PBMC凋亡细胞百分率(±s,%) 组别
, 百拇医药
    例数

    0小时

    24小时

    空白

    anti-CD3

    新生儿CBMC

    14

    3.6±1.4

    18.8±2.3

    27.6±7.6

    成人PBMC

    8

, 百拇医药     3.1±1.1

    5.8±1.9

    5.9±1.9

    两组比较t值

    0.19

    5.82*

    7.58*

    *P<0.001

    二、片段DNA分析

    新鲜分离的(培养0小时)CBMC、成人PBMC未见片段DNA,经12小时培养后,CBMC自发或经anti-CD3刺激可见少许片段,培养24、48、72小时可见明显片段DNA(图2)。成人PBMC培养24、48小时无片段DNA,仅72小时可见中等量片断DNA(图3)。
, 百拇医药
    M:λDNA EcoRI/Hind Ⅲ第1、3、5、7行分别为CBMC培养12小时、24小时、48小时、72小时;

    第2、4、6、8行分别为anti-CD3诱导的CBMC12小时、24小时、48小时、72小时

    图2 CBMC片段DNA分析

    M:λDNA EcoRI/Hind Ⅲ第1行PBMC培养0小时;

    第2、4、6行分别为PBMC培养24小时、48小时、72小时;

    第3、5、7行分别为anti-CD3诱导的PBMC培养24小时、48小时、72小时
, http://www.100md.com
    图3 成人PBMC片段DNA分析

    三、Bcl-2表达

    CBMCBcl-2阳性细胞率为49.6%±15.0%,成人PBMC Bc l-2阳性细胞率为38.9%±15.1%,两者比较,差异无显著意义(t=1.16,P>0.05)。

    四、CK对CBMC凋亡的影响

    IFN-γ、IL-1不能纠正CBMC自发或经anti-CD3诱导的凋亡,IL-2可部分或完全纠正CBMC凋亡(图4)。

    五、CHX对CBMC、成人PBMC凋亡的影响

    在CBMC或成人PBMC培养中,加入1 μg/ml、10 μg/ml、100 μg/ml CHX 6小时即可出现明显片段DNA与凋亡细胞,CHX浓度越大,凋亡越明显(图5)。
, http://www.100md.com
    讨论

    新生儿TL功能暂时性低下主要表现为TL增殖反应降低、多种CK分泌低下或缺如,以及细胞表面CD40配体(CD40L)表达低下。本组研究观察到CBMC体外培养后,其自发或经anti-CD3诱导的凋亡均较成人PBMC为早,其凋亡程度亦更甚,提示CBMC易于凋亡是新生儿TL不成熟的另一重要特征。新生儿TL易于凋亡虽然可能属于生理发育过程,但过甚过早的凋亡势必会影响其免疫功能。HIV、流感病毒导致的凋亡过甚已说明凋亡与免疫功能低下密切相关[5,6]。因此,有理由推测凋亡与新生儿TL暂时性功能低下有关。

    第1行 IL-2;第2行 IL-2+anti-CD3;第3行 0小时;第4行 IL-1;第5行 IL-1+anti-CD3;第6行 IFN-γ;第7行 IFN-γ+anti-CD3
, 百拇医药
    图4 细胞因子对CBMC凋亡的影响M:λDNA EcoRI/Hind Ⅲ

    第1、2、3行为100、1、10 μg/ml CHX对成人PBMC凋亡的影响;第4、5、6行为100、1、10 μg/ml CHX对CBMC凋亡的影响

    图5 CHX对CBMC和成人PBMC凋亡的影响

    原癌基因bc l-2首先在人B细胞淋巴瘤t(14∶18)转位上发现,其编码的Bc l-2为分子量26 KDa的膜蛋白,可抑制去除生长因子、糖皮质激素、电离辐射等多种因素引起的凋亡,提示Bcl-2是多种凋亡途径的共同调节因子[7]。我们探讨CBMC易于凋亡是否和Bcl-2表达不足有关,结果表明新生儿Bcl-2表达并不低下。Shinohara等[8]研究虽未测定TL凋亡,但亦有类似结果,成人与新生儿Bc l-2阳性细胞率无明显差异。近年的研究表明细胞存在着不依赖Bcl-2作用的凋亡途径[9]。我们的研究结果提示新生儿细胞凋亡途径也是Bcl-2非依赖性的。是否与bcl-2家族其他成员及相关蛋白有关尚需进一步研究。
, http://www.100md.com
    CK是免疫网络中的重要调节因子,不同的CK对凋亡可能产生正负相反的影响,本文发现lL-1、IFN-γ对CBMC凋亡无明显作用,lL-2可部分或全部纠正CBMC的凋亡。CBMC产生lL-2水平是否低下,各家的报道不一致,lL-2可纠正CBMC凋亡,提示有两种可能存在:一是CBMC产生IL-2不足,使其易于凋亡;二是CBMC存活需要更高的lL-2阈值。

    已知调控凋亡的蛋白质持续存在于细胞内蛋白抑制剂CHX可作用于这些蛋白质,诱导或阻止不同类型细胞发生凋亡。CHX可抑制anti-CD4诱导的小鼠胸腺细胞凋亡,促进HL-60细胞凋亡。我们的研究结果与Brunetti等10相似,CHX可迅速诱导CBMC和成人PBMC发生凋亡。

    图1凋亡细胞

    参考文献
, http://www.100md.com
    1 Kerr JF, Wyllie AH, Currie AR. Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide-ranging implication in tissue kinetics. Br J Cancer, 1972, 26:239-257.

    2 Wyllie AH. Glucocorticoid-induced thymocyte apoptosis is associated with endogenous endo nuclease activation. Nature, 1980, 284:555-556.

    3 Mishell BB, Shiigi SM, Henry C, et al. Preparation of mouse cell suspensions. In selected methods in cellular immunology. New York: Freeman, 1980. 21-22.
, http://www.100md.com
    4 Sellins KS, Cohen JJ. Gene Induction by γ-irradiation leads to DNA fragmentation in lymphocytes. J Immunol, 1987, 139:3199-3206.

    5 Banda NK, Bernier J, Kurahara DK, et al. Crosslinking CD4 by human immunodeficiency virus gp120 primes T cells for activations induced apoptosis. Nature, 1992, 356:314-317.

    6 Takenori T, Shigern M, Yoshihiro H, et al. Induction apoptosis by influenza virus infection in tissue culture cells. J Gene Virology, 1993, 74:2347-2355.
, http://www.100md.com
    7 Sentman CL, Shutter JR, Hockenbery D, et al. Bcl-2 inhibits mulpitle forms of Apoptosis but not negative selection in thymocytes. Cell, 1991, 67:879-888.

    8 Shinohara S, Sawada T, Nishioka Y, et al. Differential expression of Fas antigen and Bcl-2 protein on CD+4 T cells, CD+8 T cells, and monocytes. Cell Immunol, 1995, 163:305-308.

    9 Holder MJ, Wang H, Millner AE, et al. Suppression of apoptosis in normal and neoplatic human B lymphocytes by CD40 ligand is independent of Bcl-2 induction. Eur J Immunol, 1993, 23:2368-2371.

    10 Brunetti M, Martelli N, Colasante A, et al. Spontaneous and glucocorticoid-induced apoptosis in human mature T lymphocytes. Blood, 1995, 86:4199-4205., 百拇医药