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目的 采用雌性非肥胖糖尿病( non-obese diabetic, NOD/LtJ)小鼠一型糖尿病(T1D)模型,通过观测NOD/LtJ小鼠在未发病、发病初期与发病末期不同组织器官中CD4+T、CD8+T细胞、Th细胞亚群、iNKT细胞频率及亚群比率、细胞因子、转录因子水平,探讨NOD/LtJ小鼠不同发病阶段免疫功能状态及iNKT细胞在T1D 发生中的作用,为以iNKT细胞为靶标T1D治疗策略提供依据。 方法 1. NOD/LtJ小鼠一型糖尿病模型的确立 雌性NOD/LtJ小鼠每周固定时间检测2次尿糖, 尿糖阳性者连续两天固定时间检测空腹血糖,连续两次血糖值≥11.1mmol/L 即诊断为T1D。动物分3组:未发病组、发病初期组(鉴定发病1周内)、发病末期组(发病后4-5周)。观察记录小鼠血糖、体重、精神状态、活动情况及被毛光泽度、脏器指数、淋巴细胞绝对计数。代谢笼监测小鼠24h摄食量、饮水量及排尿量。苏木精-伊红(hematoxylin-eosin staining,HE)染色观察胰腺炎细胞浸润情况。CBA(Cytometric Bead Array)检测血清中细胞因子水平。观察至小鼠30周龄。 2. NOD/LtJ小鼠不同发病阶段免疫功能状态的分析研究 流式细胞术(Flow cytometry,FCM)检测不同发病阶段各组织器官中CD4+T、CD8+T、Th1/Th2/Th17、iNKT细胞频率,iNKT1/iNKT2细胞亚群比率、iNKT细胞绝对计数、CBA检测脾脏、肝脏、淋巴结淋巴细胞培养上清中细胞因子含量;Western-Blot检测转录因子PLZF、T-bet、GATA-3、ROR-γt相对表达量。 结果 1. 未发病组和发病初期组精神状态良好,毛发顺滑有光泽,反应灵敏。发病末期组精神萎靡,毛发黄干欠光泽。与未发病组小鼠比较,发病组小鼠空腹血糖随病情进展呈上行趋势。发病末期组体重、脏器指数、淋巴细胞绝对计数均较未发病组和发病初期组显著降低(p<0.05)。24h摄食量、饮水量及排尿量随病情进展显著增加(p<0.05)。 2. 三组均表现出有大量炎细胞浸润,炎细胞浸润程度随病情进展而递增,发病初期和发病末期组胰岛数量减少、胰岛细胞数减少(p<0.05)。与未发病组和发病末期组比较,发病初期组血清中细胞因子IFN-γ、IL-4、IL-17A水平均显著升高, IFN-γ/IL-4的比值显著升高(p<0.05)。 3. 与未发病组比较,发病初期组CD4+T细胞频率在脾脏、肝脏、胸腺、腹股沟淋巴结中均显著增加(p<0.05);与发病初期组比较,发病末期组CD4+T细胞频率在外周血、肝脏、胸腺及腹股沟淋巴结中均显著降低(p<0.05);与未发病组比较,发病初期组CD8+T细胞频率在脾脏、胸腺中显著增加(p<0.05);与发病初期组比较,发病末期组CD8+T细胞频率在肝脏、胸腺中均显著降低(p<0.05)。 在脾脏、肝脏、腹股沟淋巴结中,发病末期组 Th1亚群比率显著增加(p<0.05)。在肝脏、腹股沟淋巴结中,与发病初期组比较,发病末期组Th2、Th17亚群比率显著增加(p<0.05)。 发病初期组脾脏、肝脏、胸腺iNKT细胞绝对计数均显著增加(p<0.05)。发病初期组和发病末期组胸腺iNKT1亚群比例均显著增加,iNKT2亚群比例均显著降低(p<0.05);与iNKT1亚群比较,iNKT2亚群在三组脾脏、肝脏、腹股沟淋巴结中均降低(p<0.05),在未发病组胸腺中,与iNKT1亚群比例比较,iNKT2亚群比例较高(p<0.05)。 发病初期组脾脏、腹股沟淋巴结致炎、抑炎性细胞因子水平均显著升高,但IFN-γ/IL-4比值显著增大(p<0.05);在肝脏中致炎细胞因子(IFN-γ、TNF-α、IL-2、IL-6、IL-17A)水平和IFN-γ/IL-4随小鼠病情进展逐渐升高(p<0.05);抑炎性细胞因子(IL-4、IL-10)水平在发病初期最高,发病末期显著降低(p<0.05)。 胸腺转录因子PLZF相对表达量,三组两两比较均无显著性差异(p>0.05);脾脏中发病末期组T-bet相对表达量显著增加(p<0.05);肝脏中发病末期组 T-bet相对表达量显著增加(p<0.05),发病初期组GATA-3 和ROR-γt相对表达量显著降低(p<0.05)。 结论 1. 雌性NOD/LtJ小鼠T1D发病集中在22-26周龄,至30周龄,累积发病率达70%。 2. 发病初期CD4+T和CD8+T细胞的增加特别是CD4+T细胞的增加是导致胰岛炎重要的免疫基础。 发病初期iNKT细胞频率的增加以及胸腺iNKT1/iNKT2亚群比例的翻转,提示了iNKT细胞在NOD/LtJ小鼠发病初期可能参与了T1D的发生。 发病末期脾脏、肝脏、腹股沟淋巴结中Th1/Th2/Th17三种亚群均增加,但以Th1亚群增加为主。相关转录因子T-bet、GATA-3和ROR-γt表达量与Th亚群变化一致。 发病初期和发病末期小鼠体内表现出严重的炎症因子失衡,致炎性细胞因子明显高于抑炎性细胞因子。 iNKT细胞尤其是iNKT1亚群可能通过诱导Th0向Th1、Th17亚群的极化影响T1D的发生。