TIPE2在CD4+CD25+調節(jié)性T細胞中的表達及其對免疫抑制功能的影響.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、研究背景和目的:
   調節(jié)性T細胞(regulatory Tcells,Treg)作為一類具有免疫調節(jié)功能的成熟T細胞亞群,在機體免疫反應過程中可通過對細胞免疫抑制發(fā)揮關鍵調控作用。與其他免疫細胞相比,CD4+CD25+Treg具有獨特的免疫特征,主要介導免疫抑制反應,通過T細胞受體信號刺激活化后引起輔助性T細胞(Th)1/Th2的漂移,進而影響炎癥結局。業(yè)已明確,一些可溶性分子和膜結合分子對Treg功能活性的發(fā)揮具有重要作用

2、,包括白介素(IL)-2、IL-10、轉化生長因子(TGF)-β、T淋巴細胞毒性相關抗原(CTLA)-4及糖皮質激素誘導的腫瘤壞死因子受體(GITR)等。同時,叉頭翼狀螺旋轉錄因子(Foxp3)mRNA及編碼蛋白質特異性表達于CD4+CD25+Treg,直接影響Treg的表型及活性,可作為鑒定CD4+CD25+Treg最可靠的標志。與Foxp3相似,另一轉錄因子——活化T細胞核因子(NF-AT)也參與CD4+CD25+Treg的免疫調節(jié)

3、過程,并在Treg的發(fā)育及功能活性的發(fā)揮中起著重要作用。
   腫瘤壞死因子-α誘導蛋白-8樣分子2(tumornecrosisfactor-αinducedprotein8like-2,TIPE2)作為一種新發(fā)現的蛋白分子,與腫瘤壞死因子-α誘導蛋白-8家族成員擁有共有序列,被視為此家族成員之一。TIPE2選擇性表達于淋巴源性和髓源性細胞,主要表現為對固有免疫及細胞免疫的負向調節(jié)作用,抑制激活蛋白(AP)-1和核因子(NF)-

4、κB的活化,且TIPE2基因缺陷細胞呈現出對Toll樣受體(Toll-likereceptor,TLR)和T細胞受體信號活化的高反應性。在小劑量脂多糖(LPS)誘導膿毒癥小鼠模型中,TIPE2基因敲除組出現明顯膿毒性休克反應,并且TIPE2基因表達下調引起持續(xù)性淋巴細胞活化,Fas表達增強,促進淋巴細胞凋亡,并引起IL-4、IL-6、IL-12和干擾素(IFN)-γ等細胞因子的生成增多,但TIPE2表達是否影響Treg的免疫功能迄今尚不

5、清楚。
   本實驗采用逆轉錄聚合酶鏈反應(RT-PCR)及Westernblot等技術初步檢測TIPE2在CD4+CD25+Treg中的表達情況。通過小片段干擾RNA(siRNA)技術沉默Treg細胞中TIPE2表達,觀察其對Foxp3、CTLA-4、IL-2、IL-10、TGF-β等免疫相關分子的影響。此外,將CD4+CD25+Treg與CD4+CD25-T細胞共培養(yǎng),進一步分析Treg細胞中TIPE2表達改變對CD4+CD

6、25-T細胞抑制效應的影響,并通過檢測Th1(IFN-γ)及Th2(IL-4)型細胞因子了解T細胞功能極化的變化。該實驗旨在明確TIPE2對Treg介導T淋巴細胞免疫抑制功能的影響,為尋求嚴重感染并發(fā)癥的防治途徑提供新思路。
   方法:
   1.采用免疫磁珠法分離正常BALB/C小鼠脾臟CD4+CD25+Treg及CD4+T細胞,流式細胞術鑒定CD4+CD25+Treg細胞純度。
   2.設正常CD4+CD

7、25+Treg細胞組及陽性對照組CD4+T細胞,激光掃描共聚焦顯微鏡觀察Treg細胞內TIPE2蛋白表達情況并進行初步定位;取分離出的Treg細胞與CD4+T細胞,同時按照總蛋白提取試劑盒從兩組細胞中提取總蛋白,采用BCA法進行蛋白定量,設陽性、陰性對照組分別為CD4+T細胞和肝臟組織。Westernblot法進一步檢測Treg細胞中TIPE2蛋白表達水平。此外,采用Trizol法提取小鼠CD4+CD25+Treg和CD4+T細胞(作為

8、陽性對照)總RNA,進行RT-PCR分析,在不加反轉錄酶的情況下(RT-),用Treg細胞總RNA進行逆轉錄、擴增,CD4+T細胞TIPE2mRNA作為陽性對照,β-actin作為內參照。從基因水平檢測檢測Treg細胞中TIPE2mRNA表達情況。
   3.通過siRNA技術沉默Treg細胞TIPE2基因表達。分別設siRNA-TIPE2轉染后Treg細胞組、正常Treg細胞組、siRNA-TIPE2轉染后Treg細胞組;采用

9、流式細胞術分析CD4+CD25+Treg細胞表面標記物CTLA-4和轉錄因子Foxp3的表達變化,24小時(h)后收集各組細胞上清液,應用ELISA分析Treg分泌IL-10和TGF-β的變化。
   4.部分細胞用于siRNA-TIPE2轉染后,CD4+CD25+Treg/CD4+CD25-T細胞共培養(yǎng)(按1:1比例),另設空白對照組(CD4+CD25-T細胞)。調整細胞濃度接種于96孔板培養(yǎng)中,包被抗CD3和抗CD28激活細

10、胞,MTT法檢測CD4+CD25+Treg對CD4+CD25-T細胞的抑制效應。
   5.設siRNA-TIPE2轉染后Treg細胞組、正常Treg細胞組、無意義序列轉染Treg細胞組,按1:1比例分別與分離的CD4+CD25-T細胞混合,同時另設空白對照組(CD4+CD25-T細胞)。68h收集各組細胞培養(yǎng)上清,ELISA檢測上清液中IL-2、IFN-γ/IL-4水平的變化;部分細胞分組檢測核內NF-AT活性變化,分別設CD

11、4+CD25-T對照組、Treg/CD4+CD25-T細胞共培養(yǎng)組、siRNA-TIPE2轉染Treg/CD4+CD25-T細胞共培養(yǎng)組;scramble轉染Treg/CD4+CD25-T細胞共培養(yǎng)組,68h后收集各組細胞ELISA檢測核內NF-AT活性。
   6.統計學方法
   采用SPSS13.0統計軟件對數據進行分析,計量資料用(x)±s表示,單因素多組數據進行方差分析(One-WayANOVA),倆樣本間比較

12、采用t檢驗。P<0.05表示差異有統計學意義。
   主要結果和結論:
   1.正常小鼠脾臟單核細胞經過MACS兩次分選后,通過流式細胞儀檢測得到CD4+CD25+Treg純度可達92%。CD4+CD25+Treg經過臺盼藍染后檢測,其活性大于98%。
   2.異硫氰酸熒光素(FITC)間接熒光標記TIPE2,激光共聚焦顯微鏡成像分析顯示CD4+CD25+Treg細胞中表達TIPE2;Westernblot檢

13、測證實CD4+CD25+Treg細胞檢測到清楚的TIPE2條帶,分子量約為21kD;RT-PCR分析發(fā)現,CD4+CD25+Treg細胞中檢測到147bp大小的特異性TIPE2目的基因條帶。
   3.抗CD3/CD28聯合刺激CD4+CD25+Treg與siRNA-TIPE2轉染CD4+CD25+Treg組24h后,CTLA-4平均熒光強度在TIPE2沉默CD4+CD25+Treg細胞組顯著下降(t=13.596,P=0.00

14、0)。此外,Foxp3被視為CD4+CD25+Treg細胞的特異性標志,Foxp3基因突變可直接導致CD4+CD25+Treg功能缺陷及出現致命性自身免疫狀態(tài)。本實驗中流式細胞分析結果顯示,Foxp3平均熒光強度在siRNA-TIPE2轉染CD4+CD25+Treg組出現顯著下降(t=28.833,P=0.000)。由此可見,沉默CD4+CD25+Treg細胞TIPE2表達后CTLA-4和Foxp3均呈現表達下調的變化趨勢,初步說明Tr

15、eg細胞中TIPE2水平影響其標記物CTLA-4和Foxp3的表達,且兩者的變化呈平行關系。
   4.ELISA結果顯示:抗CD3/CD28聯合刺激CD4+CD25+Treg與siRNA-TIPE2轉染CD4+CD25+Treg組24h后,轉染組細胞上清液中檢測到較低水平IL-10、TGF-β,與正常CD4+CD25+Treg細胞比較均有統計學差異(t=8.054,P=0.000;t=6.454,P=0.000)。許多研究證實

16、,在Treg細胞介導的免疫耐受過程中,免疫抑制因子IL-10和TGF-β發(fā)揮關鍵作用。本實驗中,沉默CD4+CD25+Treg細胞TIPE2基因表達后,聯合抗CD3/CD28刺激條件下觀察CD4+CD25+Treg細胞分泌IL-10和TGF-β的變化情況。結果顯示,TIPE2基因沉默后細胞上清液中IL-10和TGF-β水平與正常組細胞相比均出現顯著下調,表明CD4+CD25+Treg細胞TIPE2表達可能影響其抑制性細胞因子的生成。

17、r>   5.CD4+CD25-T細胞為主要的效應性T細胞,其增殖活性對于維持正常的免疫應答起著重要作用。本組資料中,通過T細胞增殖試驗進一步觀察了TIPE2對CD4+CD25+Treg抑制功能的影響。采用MTT檢測結果發(fā)現,在抗CD3/CD28聯合刺激下,與效應性T細胞單獨培養(yǎng)組相比,加入CD4+CD25+Treg細胞后T細胞增殖活性顯著下降(P=0.000)。通過siRNA沉默CD4+CD25+Treg細胞TIPE2蛋白表達,si

18、RNA-TIPE2轉染CD4+CD25+Treg組T細胞增殖活性反而增強(P=0.000)。在CD4+CD25+Treg與CD4+CD25-T共培養(yǎng)后,T細胞增殖能力明顯受到抑制,提示TIPE2基因沉默后CD4+CD25+Treg的免疫抑制功能有所減弱。
   6.無意義序列scramble轉染CD4+CD25+Treg/CD4+CD25-T細胞共培養(yǎng)組與正常Treg組比較,反映T淋巴細胞增殖活性的OD540值沒有統計學差異(P

19、>0.05);siRNA-TIPE2轉染CD4+CD25+Treg后與CD4+CD25-T細胞共培養(yǎng),68h檢測共培養(yǎng)上清中IL-2的濃度變化。結果顯示,CD4+CD25-T細胞分泌一定量的IL-2,加入CD4+CD25+Treg細胞后其水平明顯下降(P=0.000),但siRNA-TIPE2轉染CD4+CD25+Treg細胞組IL-2水平顯著升高(P=0.000)。陰性對照組(scramble轉染CD4+CD25+Treg細胞組)與C

20、D4+CD25+Treg細胞組相近(P>0.05)。有資料證實,IL-2與T淋巴細胞增殖密切相關,T淋巴細胞通過自分泌、旁分泌或內分泌的形式產生IL-2,作用于自身或其他T淋巴細胞。Treg細胞除介導免疫抑制功能外,還具有免疫無能性,主要表現為對高濃度IL-2的單獨刺激、固相包被或可溶性抗CD3單抗及抗CD3單抗/抗CD28單抗的聯合作用呈無反應狀態(tài),也不分泌IL-2。共培養(yǎng)上清中IL-2由效應T細胞分泌,本實驗中下調CD4+CD25+

21、Treg細胞TIPE2表達后,CD4+CD25+Treg/CD4+CD25-T細胞共培養(yǎng)上清液IL-2水平較正常對照組明顯升高,TIPE2表達可能與CD4+CD25+Treg細胞抑制效應T細胞分泌IL-2或加速IL-2的消耗有關,進而抑制T淋巴細胞的增殖。
   7.實驗中siRNA-TIPE2轉染CD4+CD25+Treg細胞后,極化Th2細胞能力減弱,IFN-γ/IL-4濃度比值上升,向Th1細胞方向極化(P=0.000)。

22、培養(yǎng)上清中IFN-γ/IL-4比值較正常對照組有統計學差異。Treg介導的免疫抑制效應是經T細胞受體信號刺激活化后引起Th1/Th2的漂移,即IFN-γ/IL-4比值降低,極化Th2細胞。但本實驗中,下調CD4+CD25+Treg細胞TIPE2表達顯著增加了IFN-γ/IL-4比值,TIPE2可能參與了CD4+CD25+Treg介導的Th2極化過程。
   8.在CD4+CD25-T細胞中加入CD4+CD25+Treg后,轉錄因

23、子NF-AT活性顯著下降(P=0.000);siRNA-TIPE2轉染CD4+CD25+Treg組NF-AT活性則明顯上調(P=0.000),說明TIPE2影響CD4+CD25-T細胞中轉錄因子NF-AT活化。一般認為,轉錄因子NF-AT家族被視為重要的調節(jié)因子之一,在調節(jié)細胞因子IL-2的轉錄及協調其他細胞因子表達中起核心作用。既往研究中我們發(fā)現在抗CD3單抗、抗CD28單抗的聯合刺激下,CD4+CD25+Treg/CD4+CD25-

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