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背景:滤泡辅助T (T follicular helper T, Tfh)细胞是新近发现的一群具有辅助B细胞活化及产生抗体功能的辅助T (T helper, Th)细胞。自身免疫病患者体内存在多种自身抗体,提示患者体内过度活化的B细胞可能由于失调的Tfh细胞所导致。间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)具有多向分化、自我更新、支持造血和组织修复的能力,尤为重要的是它具有较强的免疫调节功能。目的:本研究旨在探索类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA)及原发性干燥综合征(primary Sjogren’s syndrome, pSS)患者的发病和进展与Tfh细胞数目和功能的相关性。并深入研究间充质干细胞调控Tfh细胞参与治疗RA和pSS的作用及具体机制。方法:分离RA、pSS患者及健康对照外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells, PBMCs),流式细胞术检测Tfh细胞(CD4+CXCR5+PD-1+)百分率;酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)检测RA患者及健康对照血清IL-21水平;体外分离RA患者及健康对照PBMCs,加入重组IL-21刺激,流式细胞术检测Tfh细胞百分率;分离UC-MSCs,分别与RA或pSS患者PBMCs以直接接触或transwell体系共培养,流式细胞术检测Tfh细胞百分率;磁珠分选RA、pSS患者及健康对照外周血初始(Naive) T细胞,体外诱导向Tfh细胞分化,同时与或不与UC-MSCs共培养,流式细胞术检测Tfh细胞百分率;Luminex法检测共培养上清IL-21水平;磁珠分选RA、pSS患者及健康对照外周血CD4+T细胞,同时与或不与UC-MSCs共培养,流式细胞术检测Tfh细胞增殖(CFSE)及凋亡(Annexin V)百分率;磁珠分选RA、pSS患者外周血Naive T细胞,体外诱导向Tfh细胞分化,同时与或不与UC-MSCs共培养,Trziol固定UC-MSCs,RT-PCR检测吲哚胺-2,3-双加氧酶(indoleamine2,3-dioxygenase, IDO)、IL-10、环氧酶2(cyclooxygenase2, COX2)/前列腺素E2(prostaglandin E2, PGE2)、肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor,HGF)、转化生长因子-β (transforming growth factor-β, TGF-β)及人类白细胞抗原-G(human leukocyte antigen-G,HLA-G) mRNA水平;高效液相色谱法(high performance liquid chromatography, HPLC)检测共培养上清中犬尿氨酸(kynurenine, Kyn)水平;Luminex法检测共培养上清IL-10水平。向UC-MSCs与RA或pSS患者Tfh细胞诱导分化共培养组中分别加入IDO抑制剂1-MT或IL-10拮抗剂,流式细胞术检测Tfh细胞百分率。Luminex法检测UC-MSCs与RA患者Tfh细胞诱导分化共培养组上清IFN-γ水平;向UC-MSCs与RA患者Tfh细胞诱导分化共培养组中加入IFN-yR拮抗剂,‘Trziol固定UC-MSCs, RT-PCR检测IDO mRNA水平;分选RA患者Naive T细胞,体外诱导向Tfh细胞分化,同时与UC-MSCs培养,提取UC-MSCs蛋白,Western blot检测UC-MSCs胞内Erk、Akt、Stat-1/3/5、NF-κB通路的活化。DBA/1J小鼠尾根部皮内多点注射乳化完全的牛CII胶原,第21天再次免疫增强,当关节炎评分>1分(第28天)时,给予胶原诱导关节炎(collagen-induced arthritis, CIA)小鼠尾静脉注射1×106UC-MSCs,第62天处死小鼠,ELISA法检测小鼠血清抗CII抗体水平;取小鼠踝关节,HE染色观察关节破坏程度及炎症细胞浸润情况;分离小鼠脾脏淋巴细胞,流式细胞术检测Th1、Th2、Th17、Tfh及Treg细胞百分率;磁珠分选各组小鼠脾脏CD4+CXCR5+T细胞,与正常小鼠B220+B细胞共培养,流式细胞术检测浆细胞百分率,ELISA法检测上清IgG及IgM水平;磁珠分选CIA小鼠脾脏CD4+T细胞,与UC-MSCs共培养,Trziol固定UC-MSCs,RT-PCR检测IDO、IL-10、COX2/PGE2、HGF、TGF-β、HLA-G及可诱导一氧化氮合酶(inducible NO synthase,iNOS) mRNA水平。结果:RA、pSS患者外周血Tfh细胞与健康对照相比均显著上调;RA患者外周血升高的Tfh细胞百分率与抗CCP抗体水平及DAS28均呈正相关关系;RA患者血清IL-21水平与健康对照相比显著升高,升高的IL-21水平与外周血Tfh细胞百分率、抗CCP抗体水平及DAS28评分均呈正相关关系;体外重组IL-21可显著促进RA患者Tfh细胞的产生。pSS患者外周血Tfh细胞百分率与干燥综合征疾病活动度指数(the SS disease activity index,SSDAI)及抗La/SSB抗体水平均呈正相关关系。体外UC-MSCs剂量依赖性下调RA及pSS患者PBMCs中Tfh细胞百分率;UC-MSCs抑制Tfh细胞的产生在直接接触与transwell体系下无明显差异;UC-MSCs可显著抑制Naive T细胞向Tfh细胞分化及IL-21的分泌;UC-MSCs显著抑制Tfh细胞增殖,但对Tfh细胞凋亡无调节作用。UC-MSCs与RA或pSS患者Tfh细胞诱导分化共培养后,UC-MSCs表达IDO及IL-10mRNA水平显著升高;HPLC显示共培养组上清中Kyn水平与UC-MSCs单独培养组相比显著下降;上清IL-10水平与UC-MSCs单独培养组相比显著升高;IDO抑制剂1-MT可部分逆转UC-MSCs对Tfh细胞分化的抑制作用,但IL-10拮抗剂则无该作用。UC-MSCs与RA患者Tfh细胞诱导分化共培养上清中IFN-γ水平与UC-MSCs仅加入Tfh诱导分化剂相比显著升高;向UC-MSCs与Tfh诱导分化组加入IFN-yR拮抗剂后,UC-MSCs表达IDO mRNA水平显著下调;UC-MSCs与Tfh细胞诱导分化共培养后UC-MSCs胞内Erk及Stat-1通路活化;当IFN-y刺激UC-MSCs同时拮抗Stat通路后,UC-MSCs表达IDO mRNA水平显著下降。UC-MSCs治疗组CIA小鼠关节炎评分、踝关节间隙狭窄程度及血清抗CII抗体水平均显著低于移植对照组;UC-MSCs治疗组小鼠脾脏Th1、Thl7、Tfh细胞亚群比例与对照组相比显著下调,Treg显著上调,Th2无显著变化;体外UC-MSCs治疗组小鼠脾脏Tfh细胞与正常小鼠B细胞共培养后浆细胞百分率及培养上清中IgG水平与对照组相比均显著下降;体外CIA小鼠脾脏CD4+T细胞与UC-MSCs共培养后,UC-MSCs表达IDO、IL-10、COX2/PGE2、HGF、 TGF-β、HLA-G及iNOS mRNA水平与UC-MSCs单独培养组相比无显著差异。结论:Tfh细胞数目和功能与RA及pSS的发病和进展密切相关;MSCs在体内、外既可调节Tfh细胞数量又可抑制其功能;MSCs抑制Tfh细胞分化的机制是通过IFN-γ-IDO-Stat-1通路;MSCs移植治疗RA的机制部分是通过调节Tfh细胞实现。