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目的:在实体器官移植中,同种异体排斥反应的发生是阻碍移植物长期存活的主要原因。经典的免疫学观点认为急性排斥反应主要归因于供体树突状细胞(dendritic cells,DCs)迁移到受体二级淋巴组织并直接激活同种反应性T细胞。近年来,同种反应性B细胞介导的体液免疫也被发现在移植排斥反应过程中扮演重要角色。然而,我们在血管化和非血管化模型的二级淋巴组织中并未检测到供体白细胞的迁移。我们发现移植物来源的细胞外囊泡可以转运供体完整的抗原肽-MHC分子到受体二级淋巴组织中。本课题将探究移植物来源的细胞外囊泡在二级淋巴组织中激活T、B细胞的具体机制。方法:(1)运用CD11c-YFP B6小鼠构建皮肤移植模型,通过流式细胞技术检测移植物引流淋巴结及脾脏中供体DCs的数量;运用CCR7ko B6小鼠构建腹部异位心脏移植模型,观察移植心脏的存活时间及受体T、B细胞的致敏;免疫荧光检测皮肤移植(引流淋巴结)和心脏移植(脾脏)中游离的供体抗原肽-MHC分子;免疫电子显微镜检测受体引流淋巴结中游离的抗原肽-MHC分子是否被供体细胞外囊泡所携载;运用药物(GW4869)或基因敲除(Rab27ako)抑制移植物细胞外囊泡的分泌,观察其对心脏移植物存活时间的影响。(2)构建小鼠皮肤移植模型,成像流式细胞技术和免疫电子显微镜检测受体引流淋巴结中移植物来源的细胞外囊泡与受体DCs之间的变装(Cross-dressing);运用细胞光转换技术和成像流式细胞技术证实移植物来源的细胞外囊泡与受体DCs之间变装的场所;利用GW4869抑制细胞外囊泡的分泌,成像流式细胞技术检测供体细胞外囊泡与受体DCs之间的变装,流式细胞技术检测受体DCs对CD4+T细胞的激活能力;活体双光子成像技术检测SCS巨噬细胞对移植物细胞外囊泡的摄取;受激辐射耗尽荧光显微镜检测移植物细胞外囊泡在SCS巨噬细胞中的转运;活体双光子显微镜检测经SCS巨噬细胞转运的供体细胞外囊泡对B细胞的激活,免疫荧光检测激活的B细胞向T/B交界区的动员;运用低剂量氯磷酸脂质体耗竭SCS巨噬细胞,免疫荧光检测受体引流淋巴结中同种反应性B细胞向T/B交界区的动员,同时测定受体尾静脉血DSA抗体滴度;运用GW4869抑制移植物细胞外囊泡的分泌,测定受体尾静脉血DSA抗体滴度。(3)运用NSG(?)-SGM3小鼠构建免疫系统人源化小鼠模型,将HLA-A2pos或HLA-A2neg的人体皮肤移植到人源化小鼠(HLA-A2neg)的背部,免疫荧光检测移植物引流淋巴结中的游离供体HLA抗原,免疫电子显微镜检测受体引流淋巴结中游离的HLA抗原是否被细胞外囊泡所携载,成像流式细胞技术检测受体引流淋巴结中移植物来源的细胞外囊泡与受体DCs之间的变装。结果:(1)皮肤移植术后直到完全排斥,二级淋巴组织中均未检测到供体的DCs;阻断供体DCs的迁移并不能延长心脏移植物的存活时间,同时对受体T、B细胞的致敏也无影响;虽然没有供体DCs的迁移,免疫荧光显示移植物引流淋巴结中仍然存在游离的抗原肽-MHC分子;免疫电子显微镜显示游离的抗原肽-MHC分子被细胞外囊泡所携载;运用GW4869抑制移植物细胞外囊泡的分泌可以明显延长心脏移植物的存活时间,但Rab27a的敲除并不能有效延长心脏移植物的存活时间。(2)成像流式细胞技术和免疫电子显微镜证实了供体的细胞外囊泡可以与受体的DCs发生变装;细胞光转换技术进一步明确了供体的细胞外囊泡可以与受体的DCs发生变装的场所是移植物引流淋巴结;运用GW4869抑制移植物细胞外囊泡的分泌可以减弱供体的细胞外囊泡与受体的DCs之间的变装以及受体DCs对CD4+T细胞的激活能力;活体双光子显微镜发现移植物来源的细胞外囊泡可以被SCS巨噬细胞所摄取;受激辐射耗尽荧光显微镜显示供体的细胞外囊泡被SCS巨噬细胞摄取后富集并在细胞中沿隧道样结构单向运输;活体双光子显微镜表明经SCS巨噬细胞转运的供体细胞外囊泡可以激活同种反应性B细胞,同时免疫荧光显示被激活的B细胞向T/B交界区动员;耗竭SCS巨噬细胞不能促使同种反应性B细胞向T/B交界区的动员,同时也无法产生DSA;抑制细胞外囊泡的分泌可以降低新生DSA的产生。(3)成功构建免疫系统人源化小鼠模型,免疫荧光显示移植物引流淋巴结中存在游离的人源HLA抗原,免疫电子显微镜显示游离的人源HLA抗原被供体细胞外囊泡所携载,成像流式细胞技术证实了供体的细胞外囊泡可以与受体的DCs发生变装。结论:供体DCs向引流淋巴结的迁移并非是移植排斥反应发生的必要条件。移植物细胞外囊泡可以携载完整的抗原肽-MHC分子向受体二级淋巴组织转移。移植物细胞外囊泡表面的抗原肽-MHC分子可以与受体DCs发生变装进而激活同种反应性T细胞。同时,供体细胞外囊泡可以被SCS巨噬细胞所捕获并提呈,进而激活同种反应性B细胞。抑制细胞外囊泡的分泌有望成为治疗同种异体排斥反应的新方法。