IL-39在小鼠慢性移植物抗宿主病中的作用及机制研究

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目的:研究IL-39在小鼠慢性移植物抗宿主病(cGVHD)中的作用及机制。方法:1、BALB/c小鼠予CO60 6.5Gy清髓性辐照,辐照4小时后输注C57BL/6小鼠(H-2b,♀)1×107的骨髓及1×106的脾细胞,建立Scl-cGVHD小鼠模型。以单纯回输骨髓的小鼠作为对照。造模后每10天取受体鼠脾脏、肝脏、肺及肠道,提取RNA,逆转录cDNA,利用qPCR检测IL-39的表达。2、应用RT-PCR法从C57BL/6小鼠使用LPS体外刺激的脾细胞中克隆IL-39的2个亚基,IL-23p19和EBI3。在上述两个亚基之间,通过重叠延伸PCR法引入45个碱基,主要用于编码(Gly4Ser)3接头。使用EcoRI和Xbal Ⅰ双酶切将IL-39片段与minicircle载体连接,从而获得重组的真核表达载体minicircle-secreted-IL-39。3、实验前一周BALB/c小鼠予庆大霉素水溶液清除肠道菌群。将6-8周的BALB/c小鼠(H-2d,♀)随机分为两组:实验组水流动力学注射(HGT)120μg/2mL的IL-39真核表达质粒(HGT/IL-39)及对照组水流动力学注射 120μg/2mL minicircle 空载质粒(HGT/minicircle)。(1)BALB/c 小鼠HGT质粒24小时后予CO60 6.5Gy清髓性辐照,辐照4小时后输注C57BL/6小鼠(H-2b,♀)1×107的骨髓及1×106的脾细胞,建立Scl-cGVHD小鼠模型。(2)BALB/c小鼠HGT注射后24小时予CO60 6.5Gy清髓性辐照处理,照射4小时后输注DBA/2小鼠(H-2b,♀)的骨髓(7.5×106)及去除 CD25 的脾细胞(40×106),构建 Scl/SLE-cGVHD模型。4、将BALB/c小鼠分为实验组(抗IL-39多克隆抗体)及对照组(PBS组),分别予CO60 6.5Gy清髓性辐照。辐照4小时后输注C57BL/6小鼠(H-2b,♀)1 ×107的骨髓及1× 106的脾细胞。移植后+14d起实验组小鼠腹腔注射抗IL-39多克隆抗体100μL(100μg)/只,对照组腹腔注射PBS 100μL/只,每周两次,共维持6周。5、移植后观察两种小鼠模型cGVHD表现;移植后每周检测小鼠尿蛋白水平;移植后8周取小鼠皮肤、肝脏、肾脏、小肠及肺进行病理检查及评分。6、采用流式细胞术检测靶器官中CD3+CD4+CD69+及CD3+CD8+CD69+细胞的比例及数量;采用流式细胞术检测小鼠体内T细胞炎症细胞因子TNF-α及IL-4的水平;流式细胞仪检测靶器官淋巴细胞中Foxp3+调节性T细胞(Treg)细胞、滤泡辅助性T(Tfh)细胞的比例及数量;流式细胞仪检测靶器官淋巴细胞中B细胞及其亚群的比例及数量;采用流式细胞术检测胸腺中CD4+CD8+细胞的比例及数量。7、利用磁珠分选试剂盒,获取小鼠脾脏细胞或者人外周血单个核细胞的CD4+T细胞及B细胞,加入不同浓度梯度的人或鼠IL-39重组蛋白作用48小时,检测TNF-α、IL-4及GC B细胞的水平。结果:1、cGVHD受体鼠靶器官内高表达IL-39。2、在C5 7BL/6-BALB/c模型中,IL-39实验组小鼠体重减轻更为明显,且病理评分高于对照组;此外,病理染色显示IL-39实验组小鼠表皮破坏、小肠炎症反应及胶原沉积较对照组明显加重;在DBA/2-BALB/c模型中,IL-39实验组小鼠体重下降也更为明显,尿蛋白明显高于对照组;病理检查以肾脏为主肾小球结构破坏明显,IL-39组小鼠组织损伤评分明显高于对照组。3、采用流式细胞仪检测两个模型中IL-39在小鼠cGVHD模型中发挥作用的细胞机制。一致的是,两组小鼠脾淋巴细胞中总的CD8+T细胞的比例及活化的CD8+T(CD69+CD8+)比例显著增加;胞内染色发现,IL-39小鼠脾淋巴细胞中CD4+T细胞和CD8+T细胞分泌TNF-α明显升高;CD4+T细胞分泌IL-4水平也明显升高;同时,IL-39组Treg细胞比例明显低于对照组,而Tfh细胞的比例无明显变化;与对照组小鼠相比,IL-39组小鼠脾脏淋巴细胞中,总B220+细胞的水平无特殊变化,但来源于生发中心的B细胞水平明显升高;IL-39组小鼠胸腺细胞中CD4+CD8+T淋巴细胞的比例及绝对计数明显降低。4、流式细胞仪分析抗IL-39多克隆抗体对小鼠Scl-cGVHD模型的影响。接受抗体后的小鼠脾脏淋巴细胞中总的CD8+T细胞的比例及活化的CD8+T(CD69+CD8+)比例明显下降;小鼠脾脏淋巴细胞中CD4+T细胞和CD8+T细胞中炎症因子TNF-α的水平明显下降;CD4+T细胞中IL-4的水平也明显下降;同时,Treg细胞比例有一定的提升,而Tfh细胞的比例无明显变化;此外,脾脏中生发中心B细胞比例及数量均明显降低;抗体组小鼠胸腺细胞中CD4+CD8+T淋巴细胞的比例及绝对计数有一定程度的上升。5、体外实验IL-39蛋白作用后,人或小鼠来源的CD4+T细胞均高表达TNF-a及IL-4,且生发中心B细胞比例显著升高。结论:IL-39在cGVHD小鼠中高表达,且能加重小鼠靶器官的损伤。其主要机制是通过促进T细胞的活化及炎症细胞因子TNF-α及IL-4的释放。此外,IL-39可以促进B细胞分化为生发中心B细胞和累及胸腺进一步加重cGVHD。靶向干预IL-39可以减轻cGVHD的病理进程。
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