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目的: 类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种以关节滑膜炎症和软骨破坏为特征的慢性、全身性自身免疫性疾病。近年来研究发现髓样抑制细胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSC)在自身免疫性疾病的发病过程中发挥重要作用。本研究的目的是探讨MDSC在胶原诱导的关节炎(collagen-induced arthritis,CIA)小鼠发病过程中的动态变化及作用,从而为类风湿关节炎的治疗提供新的思路。 方法: (1)使用牛Ⅱ型胶原和佐剂建立DBA/1J小鼠CIA模型并进行关节炎指数评分。免疫后第21天、28天、35天、40天和45天采用流式细胞术(flowcytometry,FCM)检测CIA小鼠及正常对照小鼠外周血、脾脏和骨髓CD11b+Gr-1+的MDSC比例动态变化。 (2)采用流式细胞术检测第35天CIA小鼠及正常对照小鼠脾脏MDSC表面CD40、CD80、CD86、MHCⅡ和PD-L1分子的比例。 (3)采用实时荧光定量PCR检测第35天CIA小鼠及正常对照小鼠脾脏MDSC精氨酸酶1(arginase1,ARG-1)、诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)以及趋化因子受体CCR2、CCR5、CXCR2和CXCR4的mRNA相对表达量。 (4)流式分选第35天CIA小鼠脾脏MDSC,磁珠分选正常小鼠淋巴结CD4+T细胞,并且用羧基荧光素二醋酸盐琥珀酰亚胺酯(carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester,CFSE)标记。MDSC与CFSE标记的CD4+T细胞以不同的比例(0∶1,1∶1,1∶2,1∶4,1∶8)共培养5天,加重组鼠IL-2和鼠T细胞活化CD3/CD28免疫磁珠刺激。采用流式细胞术检测CD4+T细胞增殖情况。 (5)流式分选第35天CIA小鼠脾脏MDSC,通过尾静脉注射过继转移给初次免疫后第14天的CIA小鼠,注射PBS作为对照。对小鼠进行关节炎指数评分。第45天处死小鼠,苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,H&E)染色分析小鼠关节组织病理变化,流式芯片检测小鼠血浆细胞因子的表达水平。 结果: (1)免疫后的CIA小鼠大多在第28天开始出现足爪红肿,35天左右关节炎评分最高,然后缓慢降低。外周血CD11b+Gr-1+的MDSC比例在第35天、40天和45天高于正常对照小鼠(P<0.05)。CIA小鼠脾脏(P<0.05)和骨髓(P<0.01)中MDSC的比例在第21天、28天、35天、40天和45天均显著高于正常对照小鼠。 (2)第35天CIA小鼠脾脏MDSC表面CD80、CD86和PDl-L1的表达水平高于正常对照小鼠(P<0.05),但MDSC表面CD40和MHCⅡ的表达水平二者无统计学差异(P>0.05)。 (3)第35天CIA小鼠脾脏MDSC ARG-1和CCR2 mRNA的表达水平高于正常对照小鼠(P<0.05),CXCR2和CXCR4mRNA的相对表达水平低于正常对照小鼠(P<0.05),iNOS和CCR5的表达水平二者无统计学差异(P>0.05)。 (4)当MDSC/CD4+T细胞从1∶1到1∶4共培养时均能显著抑制CD4+T细胞增殖(P<0.05),当MDSC/CD4+T细胞为1∶1和1∶2时抑制作用最明显(P<0.001)。当MDSC/CD4+T细胞在1∶8共培养时,MDSC对CD4+T细胞增殖的抑制作用不明显(P>0.05)。 (5)过继转移MDSC与注射PBS的CIA小鼠相比,发病延迟,关节炎评分降低。关节组织病理学检查发现滑膜炎症、软骨破坏和骨质侵袭显著减轻。过继转移MDSC的小鼠血浆促炎性细胞因子TNF-α、IL-6、IL-17的表达水平与对照小鼠相比降低(P<0.05),抑制炎症的细胞因子IL-10的表达水平升高(P<0.05),IL-4和IFN-γ的表达水平二者无统计学意义(P>0.05)。 结论: (1) CIA小鼠发病过程中MDSC的比例明显增高,并且呈现与发病情况类似的动态变化,提示MDSC可能在CIA小鼠病程进展中发挥重要作用。 (2) CIA小鼠发病高峰期MDSC表面分子和功能分子的表达出现改变,这些分子可能与MDSC的免疫抑制功能相关。 (3) CIA小鼠MDSC抑制CD4+T细胞增殖,过继转移MDSC又能改善CIA小鼠的病情,提示MDSC在调节自身免疫性关节炎的过程中发挥重要作用,为细胞生物治疗人类RA提供了新的思路。