李軍良,郭天康,張東,黃軍悅,田宏偉,王濤
(甘肅省人民醫(yī)院 1. 普通外科 2. 醫(yī)療質(zhì)量控制科 3. 腎內(nèi)科,甘肅 蘭州 730030)
B、T淋巴細(xì)胞衰減子(BTLA)是免疫球蛋白超家族成員,與皰疹病毒侵入介質(zhì)(HVEM)結(jié)合提供T淋巴細(xì)胞的負(fù)性調(diào)節(jié)第2信號(hào),BTLA在體內(nèi)廣泛表達(dá)于T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞(DC)和巨噬細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞表面。已有研究[1-7]表明BTLA信號(hào)通路在炎癥免疫調(diào)控、腫瘤免疫逃避和自身免疫性疾病中起到重要作用,但BTLA信號(hào)通路和肝臟移植物的免疫耐受間的相關(guān)性尚缺乏研究。本研究擬采用慢病毒介導(dǎo)BTLA基因轉(zhuǎn)染DC后回輸肝移植術(shù)后大鼠,觀察其對(duì)移植肝臟的免疫保護(hù)作用及相關(guān)機(jī)制。
供體為DA大鼠,體質(zhì)量18~220 g,受體為L(zhǎng)ewis大鼠,體質(zhì)量250~300 g,均為雄性,SPF級(jí),由北京維通利華公司提供,實(shí)驗(yàn)于甘肅中醫(yī)藥大學(xué)SPF實(shí)驗(yàn)室完成,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)及實(shí)驗(yàn)過程符合實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理相關(guān)規(guī)定。
根據(jù)GeneBank公布的大鼠BTLA基因mRNA序列(NM_213630.1),委托上海生工生物技術(shù)有限公司合成引物,構(gòu)建ORF慢病毒表達(dá)質(zhì)粒LV-BTLA,繼而構(gòu)建慢病毒LPP-Mm26645-Lv203-400,用此慢病毒感染293T細(xì)胞,培養(yǎng)48 h后使用熒光顯微鏡進(jìn)行綠色熒光蛋白觀察。
D A大鼠10%水合氯醛腹腔注射麻醉后,1250 U肝素陰莖背靜脈注射,腹主動(dòng)脈抽血共計(jì)20 mL,加入大鼠淋巴細(xì)胞分離液600 g離心20 min,取淋巴細(xì)胞層清洗2次,用含100 ml/L胎牛血清的RPM11640懸浮細(xì)胞,加入20 ng/mL GMCSF、10 ng/mL IL-4、4 μg/L的重組大鼠TNF-α(recombinant rat tumor necrosis factor α,rrTNF-α),1 mL/L雙抗(鏈霉素、青霉素),37 ℃、5% CO2孵箱中培養(yǎng)。隔日半量換液,10 d后可見半懸浮狀態(tài)成團(tuán)聚集的細(xì)胞。采用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)CD80、CD86、MHCII、OX62的表達(dá)。
取上述培養(yǎng)5 d后的DC細(xì)胞將其收集于12孔細(xì)胞培養(yǎng)板中,24 h后以感染復(fù)數(shù)為15向細(xì)胞培養(yǎng)孔中加入攜帶BTLA基因的重組慢病毒液,37 ℃、5% CO2孵箱中培養(yǎng)48 h后Western blot法檢測(cè)BTLA在修飾DC細(xì)胞中的蛋白表達(dá)水平,使用Image J軟件進(jìn)行圖像處理分析。
1.5.1 供體手術(shù) DA大鼠10%水合氯醛(0.3 mL/100 g)腹腔注射麻醉后仰臥位膠布固定,肋緣下T字型切口入腹,順時(shí)針游離供肝,依次切斷右三角韌帶、冠狀韌帶,結(jié)扎并切斷左膈下靜脈、肝和食管間的交通支血管,結(jié)扎并切斷幽門靜脈,經(jīng)陰莖背靜脈注射1250 U肝素液完成供體肝素化。貼近下腔靜脈結(jié)扎右腎上腺靜脈,分離并結(jié)扎切斷右腎靜脈。暴露肝門,左右肝管匯合部下方5 mm V字形剪開膽總管前壁置入膽管內(nèi)支架,5-0絲線固定。穿刺腹主動(dòng)脈置入小兒頭皮針并血管夾固定,0~4 ℃乳酸鈉林格氏液20 mL(含肝素5 U/mL)緩慢灌注,剪開膈肌,阻斷胸主動(dòng)脈,剪開右心耳放血,完成供肝灌注。緊貼肝上下腔靜脈膈肌環(huán)離斷肝上下腔靜脈,脾靜脈交匯上方離斷門靜脈,左腎靜脈上方離斷肝下下腔靜脈,完成供肝摘取。
1.5.2 供肝修整 冰鹽水中修剪肝上膈肌環(huán),完整去除膈肌。肝下下腔靜脈置入6.7-F心臟導(dǎo)管外鞘制成的套管并5-0絲線固定,門靜脈內(nèi)置入5.6-F心臟導(dǎo)管外鞘制成的套管并5-0絲線固定,至此完成供肝修整。
1.5.3 受體手術(shù) Lewis大鼠術(shù)前30 min肌注0.03 mg阿托品,10%水合氯醛(0.3 mL/100 g)腹腔麻醉滿意后仰臥位膠布固定,取上腹正中切口。游離并依次切斷肝周韌帶,肝固有動(dòng)脈起始段結(jié)扎并切斷。左右肝管匯合處離斷膽總管遠(yuǎn)端置入膽管內(nèi)支架并5-0絲線活結(jié)臨時(shí)固定。緊貼肝下下腔靜脈結(jié)扎右腎上腺靜脈,右腎靜脈上方哈巴狗血管夾阻斷下腔靜脈,幽門靜脈上方血管夾阻斷門靜脈,穿刺門靜脈分叉處緩慢推注2 mL生理鹽水完成自身輸血。小兒Satinsky鉗帶少量膈肌阻斷肝上下腔靜脈,門靜脈分叉處離斷門靜脈,緊貼肝臟離斷肝下下腔靜脈,摘除受體肝臟。移入供肝8-0絲線兩定點(diǎn)法完成肝上下腔靜脈端端吻合,門靜脈斷端套入供體套管并5-0絲線固定,開放受體門靜脈阻斷鉗和肝上下腔靜脈阻斷鉗結(jié)束無肝期,可見肝臟顏色緩慢變紅。同法套入肝下下腔靜脈并開放右腎靜脈上方血管夾,可見右腎顏色緩慢復(fù)原。拆除受體膽總管支架,套入供體膽總管支架完成膽總管重建,至此完成受體肝臟移植。
將36只模型大鼠分為3組,每組12只。模型組:僅行原位大鼠肝移植,術(shù)后不作任何處理;DC組:受體Lewis大鼠行肝移植術(shù)后即刻、術(shù)后3 d經(jīng)尾靜脈回輸無B T L A基因的重組慢病毒Lv.GFP轉(zhuǎn)染的DC細(xì)胞;BTLA-DC組:受體Lewis大鼠行肝移植術(shù)后即刻、術(shù)后3 d經(jīng)尾靜脈回輸重組慢病毒LPP-Mm26645-Lv203-400轉(zhuǎn)染的DC細(xì)胞。以上3組各6只大鼠于術(shù)后3、7 d尾靜脈采血全自動(dòng)生化儀檢測(cè)天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、總膽紅素(TBIL),術(shù)后7 d尾靜脈采血ELISA檢測(cè)血清白細(xì)胞介素10(IL-10)、干擾素(IFN-γ)含量。每組2只大鼠術(shù)后7 d吸入乙醚麻醉后摘取供肝,10%福爾馬林4 ℃固定過夜,石蠟包埋,切片4 μm厚,經(jīng)HE染色后在光學(xué)顯微鏡下觀察供肝病理改變,參照肝移植排斥反應(yīng)Banff標(biāo)準(zhǔn)。其余每組6只用于生存分析。
所有資料用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)軟件分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,組間比較采用單因素方差分析,受體大鼠生存時(shí)間采用Kaplan-Meier生存曲線分析并用Log-rank秩和檢驗(yàn)。
隔日半量換液1次,培養(yǎng)10 d后顯微鏡下觀察可見成團(tuán)聚集呈懸浮狀態(tài)的細(xì)胞,流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞表面CD80、CD86、MHCII、OX62的表達(dá)分別為41.79%,55.18%,57.93%,61.77%,為成熟DC(mDC)的特征(圖1)。
LPP-Mm26645-Lv203-400與Lv.GFP感 染293T細(xì)胞48 h后倒置熒光顯微鏡下可見明顯的綠色熒光蛋白表達(dá)。取被轉(zhuǎn)染的DC行Western blot檢測(cè)BTLA蛋白表達(dá)情況,結(jié)果顯示,攜帶BTLA基因重組慢病毒載體感染的DC較空白對(duì)照DC與不攜帶BTLA基因重組慢病毒載體感染的DC的BTLA蛋白表達(dá)含量明顯升高,Image J軟件行灰度分析結(jié)果顯示,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)(圖2)。
圖1 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)mDC細(xì)胞表面分子標(biāo)志物Figure1 Surface molecular markers of mDCs determined by flow cytometry
本組共完成大鼠原位異體肝移植模型36例(圖3),以術(shù)后存活72 h以上視為模型成功,成功率100%。其中供體手術(shù)時(shí)間(22.5±3.0)min,受體手術(shù)時(shí)間(67.1±5.2)m i n,受體無肝期(18.7±1.9)m i n,供肝冷缺血時(shí)間(52.0±3.9)min。
肝移植術(shù)后受體大鼠血清AST、ALT、TBIL、IL-10,IFN-γ含量變化見圖4。術(shù)后3、7 d,BTLA-DC組的ALT、AST、TBIL水平均明顯低于模型組和DC組(均P<0.05),術(shù)后3 d,DC組ALT、AST、TBIL水平與模型組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.436、0.082、0.624),但術(shù)后7 d的ALT、AST、TBIL水平均明顯高于模型組(均P<0.05)。與模型組比較,BTLA-DC組術(shù)后7 d的IFN-γ水平明顯降低、IL-10水平明顯升高(均P<0.05),DC組術(shù)后7 d的IFN-γ水平明顯升高、IL-10水平明顯降低(均P<0.05)。
圖4 各組大鼠肝移植術(shù)后血清學(xué)指標(biāo)變化Figure4 Changes in serum biochemical variables in each group of rats after liver transplantation
移植肝病理檢查結(jié)果顯示,模型組與DC組匯管區(qū)大量淋巴細(xì)胞浸潤(rùn),累及周圍肝實(shí)質(zhì),膽管上皮可見炎性細(xì)胞浸潤(rùn),肝靜脈內(nèi)膜下炎細(xì)胞浸潤(rùn)明顯,而BTLA-DC組匯管區(qū)和膽管上皮少量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。按Banff方案肝移植術(shù)后病理評(píng)價(jià)。模型組術(shù)后7 d RAI評(píng)分平均為7分,為III級(jí)重度排斥反應(yīng)。DC組術(shù)后7 d RAI評(píng)分平均為8分,為III級(jí)重度排斥反應(yīng)。BTLA-DC組術(shù)后7 d RAI評(píng)分1~2分,為I級(jí)輕度排斥反應(yīng)(圖5)。
圖5 移植肝臟HE染色(×400) A:模型組;B:DC組;C:BTLA-DC組Figure5 HE staining of the liver transplants (×400) A:Model group; B:DC group; C:BTLA-DC group
模型組的中位生存時(shí)間為15 d,DC組的中位生存時(shí)間為13 d,BTLA-DC組的中位生存時(shí)間為79 d,3組的累積生存率曲線差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(χ2=16.14,P=0.0003)(圖6)。
圖6 各組肝移植術(shù)后大鼠生存曲線Figure6 Survival curves of each group of rats after liver transplantation
肝臟移植已經(jīng)成為治療各種終末期肝病的最有效的方法之一,然而,排斥反應(yīng)的發(fā)生限制了移植肝和受體的長(zhǎng)期存活。臨床上應(yīng)用各種免疫抑制藥物預(yù)防排斥反應(yīng)已經(jīng)取得了不錯(cuò)的療效,但是長(zhǎng)期服用免疫抑制劑會(huì)誘發(fā)血壓升高、血糖升高,感染機(jī)率增高,腫瘤發(fā)生率增高等,甚至?xí)饑?yán)重的肝腎功能損害[12-13]。因此,尋找新的免疫耐受方案成為合理的選擇,并有望最終替代免疫抑制類藥物的使用。
T細(xì)胞作為肝臟移植免疫排斥的主要效應(yīng)細(xì)胞發(fā)揮作用,T細(xì)胞的激活需要雙信號(hào)通路[14],以往免疫耐受研究主要集中在正向刺激信號(hào)的阻斷[15-16],近年來負(fù)性共刺激通路BTLA的作用逐漸受到重視[17-19],Grabmeier-Pfistershammer等[20]報(bào)道使用抗體阻斷BTLA信號(hào)通路可以有效上調(diào)HIV感染患者的CD8+T細(xì)胞數(shù)量。Simon等[21]報(bào)道BTLA高表達(dá)的DC可以有效的上調(diào)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的數(shù)量。人體中存在多種抗原呈遞細(xì)胞(APC),DC是迄今為止所知的呈遞抗原能力最強(qiáng)的APC。DC的功能具有復(fù)雜性[22-23],未成熟DC(imDC)表面低表達(dá)共刺激分子OX80、XO86、MHCII,與T細(xì)胞結(jié)合后不能有效傳遞第二信號(hào),從而導(dǎo)致T細(xì)胞發(fā)生抗原特異性免疫耐受。mDC細(xì)胞表面高表達(dá)共刺激分子OX80、XO86、MHCII,可以有效傳遞T細(xì)胞激活的第二信號(hào)。經(jīng)典理論[24]認(rèn)為基于細(xì)胞因子分泌情況和轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)情況,T細(xì)胞可以向分泌IFN-γ和IL-2的Th1細(xì)胞分化,從而引起移植肝細(xì)胞的損傷,也可以向分泌IL-4和IL-10為主的Th2細(xì)胞分化,從而抑制對(duì)移植肝細(xì)胞的損傷?;诨蚬こ痰姆椒ㄐ揎桪C細(xì)胞被認(rèn)為是最有前景的免疫治療方法之一[25]。
本研究采用BTLA基因的重組質(zhì)粒,利用慢病毒作為載體,和供體來源的DA大鼠DC細(xì)胞共培養(yǎng),獲得穩(wěn)定表達(dá)后經(jīng)陰莖背靜脈回輸入肝移植術(shù)后大鼠,慢病毒介導(dǎo)的BTLA基因高表達(dá)的BTLA-DC組術(shù)后3、7 d的ALT、AST、TBIL較模型組和DC組明顯降低。代表Th2細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子IL-10的含量較模型組和DC組明顯升高。術(shù)后7 d移植肝臟的病理改變較模型組和DC組的RAI評(píng)分明顯減低。DC組較模型組在7 d時(shí)的ALT、AST、TBIL明顯升高,代表Th1細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子IFN-γ較模型組明顯增高,移植肝臟病理評(píng)分也明顯增高,說明單純輸注DC細(xì)胞會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)免疫排斥反應(yīng)。
本研究結(jié)果表明,高表達(dá)BTLA的DC細(xì)胞會(huì)誘導(dǎo)Th1/Th2細(xì)胞漂移,進(jìn)而導(dǎo)致T細(xì)胞對(duì)移植肝臟產(chǎn)生抗原特異性免疫耐受,本研究有助于揭示修飾DC負(fù)性通路導(dǎo)致肝移植免疫耐受的機(jī)制,從而為肝臟移植免疫耐受提供一種可能的新方法。