HLA在移植免疫和肿瘤免疫中的功能研究

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限制胚胎干细胞应用的瓶颈在于同种异体免疫排斥,而主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC,人类 MHC 即 HLA)被认为是引起免疫排斥主要因素;而在肿瘤治疗中,肿瘤细胞通过降低MHC的表达而达到免疫逃逸,由此可见,MHC的表达可能在干细胞移植和肿瘤免疫治疗中起到关键作用,然而在基础研究中却缺乏一个有效的动物模型来研究MHC的重要性。为了解决上述问题,我们首先通过对重度免疫缺陷小鼠移植人胸腺组织和CD34+胎肝细胞来重建人的免疫系统;流式细胞术检测人源化鼠体内重建的人源免疫细胞,如T细胞,B细胞等。我们使用CRISPR/Cas9基因编辑系统对胚胎干细胞MHC Ⅰ和MHC Ⅱ分子进行敲除,并将敲除的细胞系移植到人源化鼠中,观察畸胎瘤的形成并使用免疫荧光检测畸胎瘤中T细胞的浸润情况;我们将MHC敲除的胚胎干细胞分化成平滑肌细胞以及心肌细胞,移植到体内,通过免疫荧光染色来评价移植物的存活以及T细胞的浸润。我们在人源化鼠中移植肿瘤细胞,通过q-PCR来检测肿瘤组织免疫微环境相关的基因表达,并通过流式细胞术和q-PCR来检测T细胞的表型。我们构建了 CAR-T治疗实体瘤模型,通过比较CAR-T治疗效果以及流式和q-PCR检测浸润CAR-T细胞的相关基因,来验证人源化鼠肿瘤的免疫抑制微环境。我们发现,MHC敲除,特别是MHC Ⅰ敲除后,有助于畸胎瘤的形成,而在分化的平滑肌和心肌细胞移植物,MHC Ⅰ和MHC Ⅱ同时敲除不能保障移植物的存活;在人源化鼠肿瘤中,由于存在MHC不相容的移植排斥压力,肿瘤细胞能产生强烈的免疫微环境,抑制浸润的T细胞和CAR-T细胞来产生耐受。移植免疫和肿瘤免疫存在一个共同核心问题,即是免疫耐受。移植免疫旨在建立移植物的免疫耐受,而肿瘤免疫治疗则在于打破免疫耐受微环境。由于敲除MHC亦不能完全避免免疫排斥,所以营造一个免疫抑制微环境有利于胚胎干细胞移植,而消除免疫抑制微环境则可以增强免疫疗法的疗效。我们利用人源化鼠由能够研究免疫系统与胚胎干细胞移植的免疫排斥,以及免疫系统和肿瘤的相互作用,因此人源化鼠是一个用于移植免疫和肿瘤免疫的的理想模型。
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