IKK2dn转染并负载供体抗原的受体未成熟树突状细胞诱导免疫耐受的实验研究

摘要

近年来，在所有用来诱导免疫耐受的策略中，树突状细胞（dendritic cell，DC）的潜在作用备受关注。DC是已知的体内功能最强的专职抗原递呈细胞，DC的表型、成熟度和功能的异质性是平衡免疫反应和免疫耐受的重要因素。成熟DC表达高水平的共刺激分子，分泌T细胞刺激因子（如IL—12、IL—15、IL—18等），选择并激活带有相应抗原受体的T细胞，从而诱发免疫反应。未成熟树突状细胞（immature dendritic cells，imDC）表达低水平的共刺激分子，通过T细胞无能、免疫偏离、T细胞凋亡或者诱导调节性T细胞（T—regulatory cells，Treg细胞）产生等诱导特异性免疫耐受，所以又称致耐受DC（tolerogenic DC，Tol DC）。 然而，imDC注入受体体内后会逐渐成熟，且供者DC很可能会被受体自然杀伤（natural killer cells，NK）细胞清除。用供体DC诱导耐受，需提前一周左右从死亡供体中培养DC，限制了其在临床尸肾移植中的应用。 DC的成熟和功能与核因子—κB（nuclear factor—κB，NF—κB）信号通路密切相关。NF—κB活化过程中，抑制性蛋白IκB激酶2（IκB kinases2，IKK2）的作用最为关键，用腺病毒将IKK2的显性负性突变体（dominant negative form ofIKK2，IKK2dn）基因转染至DC后，不仅高效维持其未成熟状态，而且又可以保持机体对细菌感染的免疫能力，有望成为今后移植领域新的治疗靶点。应用受体imDC负载供体抗原后，可以诱导针对供体的特异性免疫耐受，更有过渡到临床应用的前景。 因此，我们设想：通过体外培养获得受体大鼠的骨髓源性DC，转染IKK2dn后负载供体抗原，术前一周输入受体大鼠体内，期望诱导出针对供体大鼠的特异性免疫耐受。为临床应用受体DC诱导免疫耐受寻求一种切实可行的方法。 第一部分 Lewis大鼠骨髓源性树突状细胞的诱导分化及功能鉴定 目的：探讨建立合适的大鼠骨髓源性未成熟树突状细胞（immature dendritic cells，imDC）的培养方法，并对其生物学特性进行评价。 方法：分别以不同剂量的粒—巨噬细胞集落刺激因子（GM—CSF，2.5、5、10、20ng/ml）和IL—4（5ng/ml）诱导分化获得大鼠骨髓源性DC，比较收获率及OX62阳性的DC数量，获得最佳细胞因子浓度。并用流式细胞仪分析DC表型，混合淋巴细胞反应（mixed lymphocyte reaction，MLR）检测其刺激同种T细胞增殖能力，ELISA测定细胞培养上清IL—12、MLR上清IL—12、IFN—γ水平。 结果：随GM—CSF耕量增高可以诱导出更高的收获率（依次为20.3±2.41%、48.7±7.56%、57.5±11.48%和71.6±9.24%），但OX62表达依次降低（分别为88.6±6.27%、84.3±6.29%、59.4±13.07%和37.8±9.41%），GM—CSF5ng/ml培养7d的DC，表达中等水平的MHCⅡ和低水平的CD86；分泌少量IL—12；刺激同种T细胞增殖能力极低。LPS刺激后MHCⅡ、CD86表达明显增加；分泌IL—12和IFN—γ增加；刺激同种T细胞增殖能力增强。 结论： GM—CSF5ng/ml为诱导大鼠骨髓源性未成熟DC的最佳剂量，培养7～9d可以获得足够数量和纯度的未成熟DC，为通过DC诱导耐受提供可能。 第二部分 编码IKK2dn重组腺病毒载体的构建及表达验证 目的：构建含有IKK2dn基因的重组腺病毒载体，为转染未成熟树突状细胞（immature dendritc cells，imDC）诱导免疫耐受研究奠定基础。 方法：从质粒pACCMVPLPA SR（+）—IKK2dn中酶切出IKK2dn基因，并插入pShuttle—CMV—GFP（—）TEMP载体中构建成腺病毒穿梭质粒，KpnI/HindⅢ酶切鉴定。将pShuttle—CMV—GFP（—）TEMP—IKK2dn转移到pAdxsi载体上，得到pAdxsi—GFP—IKK2dn病毒质粒，XhoⅠ酶切后鉴定。将鉴定正确的质粒用脂质体法转染293绷包，包装成重组病毒颗粒；并在293细胞中反复扩增并纯化，根据报告基因GFP测定病毒滴度。转染hela细胞后RT—PCR检测目的基因的表达。 结果：经酶切和RT—PCR鉴定，得到预期的1060bp条带，证实成功构建了携带IKK2dn基因的重组腺病毒载体，并制备出高滴度（2×1011pfu/ml）的重组腺病毒。 结论：成功构建了含IKK2dn—cDNA的重组腺病毒，为进一步研究用IKK2dn基因修饰DC诱导免疫耐受等研究奠定了基础。 第三部分 IKK2dn体外转染对大鼠树突状细胞生物学行为的影响 目的：探讨腺病毒介导IKK2dn（Adv—IKK2dn）基因体外转染大鼠树突状细胞（dendritic cell，DC）对其生物学行为的影。 方法：将表达Adv—IKK2dn腺病毒载体转染大鼠骨髓源性DC，采用Western blotting检测转染基因表达，获得高表达IKK2dn的DC。并用流式细胞仪分析DC表型，混合淋巴细胞反应（mixed lymphocyte reaction，MLR）检测其刺激同种T细胞增殖能力，ELISA测定MLR上清IL—10、IFN—γ水平。 结果： Western blotting检测结果显示转染pAdxsi—GFP—IKK2dn病毒质粒的DC稳定高表达IKK2dn基因，和转染前相比，CD86的表达水平无明显改变（P>0.05）。和负载BN大鼠抗原的未转染DC相比，转染IKK2dn并负载抗原的DC刺激同种T细胞增殖能力低下（P<0.01），MLR上清中IL—10水平升高（P<0.01），而IFN—γ水平降低（P<0.01）。 结论：转染pAdxsi—GFP—IKK2dn病毒质粒的DC能够稳定高表达IKK2dn基因，并使其维持于未成熟状态。负载BN大鼠抗原后可以抑制同种T细胞增殖反应，为诱导体内免疫耐受提供了实验依据。 第四部分 转染IKK2dn的树突状细胞诱导大鼠同种异体肾移植免疫耐受 目的：建立大鼠同种异体肾移植的急性排斥反应动物模型，探讨IKK2dn基因转染并负载供体抗原的受体未成熟DC诱导肾移植免疫耐受的作用及机制。寻求一种应用受体DC诱导肾移植免疫耐受更切实可行的方法。 方法：用GM—CSF和IL—4培养获得受体Lewis大鼠的骨髓源性DC。以BN大鼠为肾移植供体，Lewis或Wistar大鼠为受体；Lewis大鼠骨髓源性DC转染IKK2dn后负载BN大鼠脾脏细胞抗原。将上述DC于肾移植术前7d经阴茎背静脉注入受体作为治疗组，并设立对照组（急性排斥组）；DC组；空载体组（转染Adv—0并负载BN抗原）：第三方供体组（转染IKK2dn并负载BN抗原，但供体采用Wistar大鼠）。术后观察各组大鼠生存时间，检测肾功能，ELISA法检测血清IL—2以及IFN—γ水平，术后第5d单向MLR检测供体脾细胞刺激受体脾脏细胞的增殖反应，移植肾的病理学检查，判断排斥反应程度。 结果：与对照组以及其它各组相比，治疗组移植肾生存时间显著延长（26.8±1.76d，P<0.01）；其受体脾脏细胞对供体抗原刺激的反应明显低于其它各组（0.054±.006，P<0.01）；血清IL—2、IFN—γ水平降低；排斥反应轻。 结论：成功建立稳定的大鼠同种异体肾移植的急性排斥反应动物模型；IKK2dn基因转染并负载供体抗原的受体未成熟DC可以诱导针对供体的特异性免疫耐受，其机制可能与抑制T细胞增殖能力有关。应用受体DC诱导肾移植免疫耐受为临床尸肾移植提供了一种更切实可行的方法。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要缩略词表

声明

引 言

第一部分u3000Lewis大鼠骨髓源性树突状细胞的诱导分化及功能鉴定

材料与方法

结 果

讨论

参考文献

第二部分u3000编码IKKd2dn基因重组腺病毒载体的构建及表达验证

材料与方法

结 果

讨论

参考文献

第三部分u3000IKK2dn体外转染对大鼠树突状细胞生物学行为的影响

材料与方法

结 果

讨论

参考文献

第四部分u3000转染IKK2dn的树突状细胞诱导大鼠同种异体肾移植免疫耐受

材料与方法

结 果

讨论

参考文献

总 结

调控树突状细胞诱导器官移植免疫耐受

攻读学位期间公开发表的论文

致谢