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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 細(xì)胞因子TGF-β1、IL-10在泡球蚴感染小鼠肝臟中動(dòng)態(tài)變化的研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 本實(shí)驗(yàn)通過研究Treg cell所分泌的因子TGF-β、IL-10在感染多房棘球蚴不同時(shí)期的小鼠肝臟組織中的動(dòng)態(tài)變化，探討包蟲病的發(fā)生、發(fā)展與兩種細(xì)胞因子的內(nèi)在聯(lián)系，并尋找治療靶點(diǎn)，為包蟲病臨床干預(yù)治療提供新思路。
- 詳細(xì)介紹：
- 包蟲病是一種嚴(yán)重危害人體健康的人畜共患寄生蟲病，在我國主要有囊型和泡型兩種，我們小組的研究主要鎖定在多房棘球蚴感染即泡型包蟲病。包蟲病分布具有地域特色，在我國主要分布西北、西南牧區(qū)，多房棘球蚴寄居在人體肝臟組織中呈彌漫性浸潤(rùn)性生長(zhǎng)，并波及到了大部分肝臟組織，其危害不亞于肝癌，故有“蟲癌”之稱。 多房棘球蚴寄居在人體會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生兩方面影響，其一是機(jī)械性占位性損傷；其二是免疫病理損傷。而調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg cell）在機(jī)體抗寄生蟲感染中起免疫調(diào)節(jié)作用，通過相關(guān)作用機(jī)制最終使機(jī)體與寄生蟲友好共存。 Treg cell是一種能發(fā)揮免疫抑制作用的T細(xì)胞，其作用機(jī)制概括起來主要有以下三大方面：一、通過分泌相關(guān)細(xì)胞因子發(fā)揮免疫抑制作用；二、通過細(xì)胞間直接接觸改變T細(xì)胞的表型和功能；三、通過抗原提呈細(xì)胞發(fā)揮作用。 我們小組通過查閱大量文獻(xiàn)綜合分析發(fā)現(xiàn)，第一種機(jī)制作用更直接，對(duì)于臨床干預(yù)治療更有指導(dǎo)意義。因此本次研究選擇第一條作用機(jī)制為突破口來開展我們的實(shí)驗(yàn)，而在其分泌的眾多細(xì)胞因子中，IL-10、TGF-β起主要調(diào)節(jié)作用，這就將我們的研究方向鎖定在探討這兩種細(xì)胞因子與包蟲病的關(guān)系上。 本次研究的主要目的在于：一、了解Treg細(xì)胞在不同感染時(shí)期的分泌細(xì)胞因子的水平；二、探討Treg細(xì)胞的產(chǎn)物在多房棘球蚴感染中所起的作用，尋找治療靶點(diǎn)。 本次實(shí)驗(yàn)主要過程為分組、建模、提取、檢測(cè)、分析等幾大步驟。我們將雌性Blab/c小鼠隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組通過腹腔注射活原頭蚴懸液，建立泡球蚴感染模型；對(duì)照組腹腔注射等量生理鹽水，分別于接種后2天、8天、1月、3月、6月、12月各處死5只小鼠，取肝臟組織，通過免疫組織化學(xué)技術(shù)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組小鼠肝組織TGF-β1和IL-10在肝內(nèi)的表達(dá)及定位。 通過一年多的努力，我們得到了相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后我們得出：泡球蚴感染小鼠肝臟內(nèi)主要是以分泌IL-10明顯增高的Th2細(xì)胞免疫為主，IL-10可引起Th1分泌IFN-γ減少，有利于泡球蚴的生長(zhǎng)和肉芽腫對(duì)機(jī)體的持續(xù)損害，因而與病變的活動(dòng)性和易感性成正相關(guān)。泡球蚴感染早期，IL-10呈低水平表達(dá)，此時(shí)主要以Th1型細(xì)胞免疫為主，分泌大量的IFN-γ等細(xì)胞因子，產(chǎn)生嚴(yán)重的免疫炎癥反應(yīng)。隨著感染時(shí)間的延長(zhǎng)，蟲體負(fù)荷逐漸增加，IL-10表達(dá)水平顯著增多，此時(shí)泡球蚴出現(xiàn)免疫逃避現(xiàn)象。Th1型細(xì)胞免疫開始向Th2型體液免疫偏移，出現(xiàn)免疫下調(diào)，感染呈慢性化表現(xiàn)。在感染中后期，泡球蚴在小鼠體內(nèi)及肝臟部位的迅速繁殖可能與IL-10的表達(dá)水平的顯著增加相關(guān)。許多蠕蟲感染可引起宿主免疫應(yīng)答的下調(diào)或易于向Th2應(yīng)答方向偏移,這與宿主體內(nèi)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的增殖有關(guān)。小鼠感染曼氏血吸蟲卵后可誘導(dǎo)CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞產(chǎn)生IL-10,抑制樹突狀細(xì)胞(DC)分泌IL-12,有利于向Th2應(yīng)答的產(chǎn)生。 而TGF-β是一種多功能的細(xì)胞因子，參與了腫瘤和炎癥細(xì)胞分化和組織修復(fù)的發(fā)生發(fā)展等多種生物進(jìn)程。TGF-β通常被認(rèn)為是一種抗炎因子，阻止Th1和Th2細(xì)胞的分化。本研究中，感染前小鼠TGF-β1血清含量不高，感染組小鼠隨著泡球蚴感染時(shí)間的增加，尤其是感染中晚期增高明顯；TGF-β1除了在中央靜脈周圍和匯管區(qū)的肝細(xì)胞胞漿以及肝血竇表達(dá)外，在蟲體周圍和蟲肉芽腫結(jié)節(jié)周圍也有表達(dá)，而且TGF-β1在激活肝星狀細(xì)胞，促進(jìn)肝臟纖維化并伴隨嗜酸性粒細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和纖維細(xì)胞的炎性浸潤(rùn)，而且隨著包蟲囊的生長(zhǎng)，這種并非嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)使得包蟲囊周邊形成纖維層并與宿主組織分隔，有效地避開宿主的免疫反應(yīng)。這種現(xiàn)象提示泡球蚴感染宿主后可能通過激發(fā)TGF-β1的表達(dá)下調(diào)宿主Th1類免疫應(yīng)答,使宿主產(chǎn)生免疫抑制, 以利于自身的存活。同時(shí),TGF-β1 的表達(dá)也對(duì)宿主的肝臟造成病理損傷。本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明TGF-β1具有雙重作用，生物活性復(fù)雜多樣，既可介導(dǎo)免疫發(fā)揮抗寄生蟲作用，引起宿主一系列病理損傷，也可使機(jī)體處于免疫抑制狀態(tài)，有助于寄生蟲逃避宿主的攻擊。 本研究結(jié)果提示TGF-β1和IL-10的過度表達(dá)在泡球蚴感染所致宿主肝損傷及慢性感染形成的過程中起著重要的作用，而感染中后期出現(xiàn)Th1向Th2轉(zhuǎn)化，機(jī)體呈現(xiàn)出以Th2細(xì)胞為主的優(yōu)勢(shì)應(yīng)答。Th2所介導(dǎo)的保護(hù)免疫引起免疫病理損傷，有利于泡球蚴在體內(nèi)的生長(zhǎng)。如單獨(dú)或結(jié)合以TGF-beta,或IL-10為靶標(biāo)，都能有效控制寄生蟲的慢性感染，為今后臨床治療提供新的思路。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 包蟲病是一種人畜共患疾病，已成為新疆乃至全國重點(diǎn)防治的寄生蟲疾病。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞是能抑制其他免疫細(xì)胞活化、增殖的一群細(xì)胞。許多蠕蟲感染可引起宿主免疫應(yīng)答的下調(diào)或易于向Th2應(yīng)答方向偏移,這與宿主體內(nèi)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的增殖有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)通過免疫組化探討調(diào)節(jié)性T細(xì)胞所分泌的細(xì)胞因子TGF-β，IL-10在感染泡球蚴小鼠中的動(dòng)態(tài)變化，闡述其作用和機(jī)制，為進(jìn)一步了解調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和今后臨床治療提供理論基礎(chǔ)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 1）研究特色： 本項(xiàng)目的特色在于研究的新疆地方病包蟲病的感染。該項(xiàng)目是進(jìn)行一個(gè)動(dòng)態(tài)觀察，試驗(yàn)周期較長(zhǎng)。 2）研究創(chuàng)新點(diǎn)： 國內(nèi)外首次研究調(diào)節(jié)性T細(xì)胞所分泌的細(xì)胞因子在泡球蚴感染過程中的所起到的作用。并進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察在泡球蚴感染過程中的變化。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 該項(xiàng)目通過研究這兩個(gè)細(xì)胞因子與包蟲病感染的關(guān)系，可以了解它們?cè)诓煌腥局械奶禺愋宰饔?，有利于全面系統(tǒng)地解釋調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在寄生蟲感染免疫中的調(diào)節(jié)機(jī)制。闡明自然調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的動(dòng)員和激活機(jī)制，了解它們所識(shí)別抗原的性質(zhì)將有助于發(fā)展人工干預(yù)方法使寄生蟲感染的免疫保護(hù)與免疫病理作用之間達(dá)到平衡，為設(shè)計(jì)合理有效的抗寄生蟲感染與免疫病理疫苗提供理論指導(dǎo),為臨床治療提供理論支持。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 【摘要】目的 觀察泡球蚴（Em）感染小鼠肝臟中TGF-β1和IL-10的動(dòng)態(tài)變化，分析其內(nèi)在聯(lián)系。方法 將雌性Blab/c小鼠隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組通過腹腔注射活原頭蚴懸液，建立泡球蚴感染模型；對(duì)照組腹腔注射等量生理鹽水，分別于接種后2天、8天、1月、3月、6月、12月各處死5只小鼠，取肝臟組織，通過免疫組織化學(xué)技術(shù)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組小鼠肝組織TGF-β1和IL-10在肝內(nèi)的表達(dá)及定位 結(jié)果 與對(duì)照組小鼠相比，Em感染小鼠肝臟內(nèi)TGF-β1和IL-10表達(dá)水平均升高。 TGF-β1與IL-10陽性反應(yīng)主要位于肝細(xì)胞漿，其表達(dá)水平隨肝組織學(xué)形態(tài)的改變呈增高趨勢(shì)。結(jié)論TGF-β1和IL-10的表達(dá)隨泡球蚴感染的逐漸加重而增高，并隨感染時(shí)間延長(zhǎng)一直保持較高的表達(dá)水平，可能與泡球蚴感染小鼠時(shí)造成免疫逃避及宿主免疫病理損傷有關(guān)。
獲獎(jiǎng)情況
- 暫無
鑒定結(jié)果
- 合格
參考文獻(xiàn)
- 〔1〕 溫浩，徐明謙. 實(shí)用包蟲病學(xué)，2007，科學(xué)出版社?！?〕 魏曉麗,丁劍冰,許晏等.小鼠感染泡球蚴后細(xì)胞因子水平的變化[J]. 中國寄生蟲學(xué)與寄生蟲病雜志, 2004; 22 (6):361-364. 〔3〕 Mckee AS, Pearce EJ?CD25+ CD4+ Cells Contribute toTh2Polarization during Helminth Infection by Suppressing Th1 Re-sponse Development. J lmmuno, l 2004, 173(2):1224-1231 〔4〕Sakaguchi S. Naturally arising Foxp3-expressing CD25+CD4+regulatoryT cells in immunological tolerance to self and non-self[J]. Nat Immunol2005, 6:345-352. 〔5〕Scheffold A, MurphyKM, HoferT. Competition for cytokines: T(reg) cells take all〔J〕. Nat Immunol2007, 8: 1285-1287. 〔6〕 Sarween N, ChodosA, Raykundalia C, eta.l WalkerLS. CD4+CD25+cells controlling a pathogenic CD4 response inhibit cyto-kine differentiation, CXCR-3 expression, and tissue invasion〔J〕.J Immunol2004, 173: 2942-2951. 〔7〕 LiMO, Wan YY, Sanjabi S, et a.l Transforming growth factor-beta regulation of immune responses〔J〕. Annu Rev Immunol 2006, 24: 99-146.
同類課題研究水平概述
- 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）是獨(dú)立的具有調(diào)節(jié)功能的一類細(xì)胞亞群。通過抑制效應(yīng)性T、B細(xì)胞的活性，誘導(dǎo)自身免疫耐受，避免自身免疫疾病的產(chǎn)生。同時(shí)，限制針對(duì)病原性抗原免疫應(yīng)答過度所致的免疫損傷，對(duì)維持機(jī)體免疫動(dòng)態(tài)平衡具有至關(guān)重要的作用。這類抑制性T細(xì)胞群主要分泌細(xì)胞因子IL-10和TGF-β。盡管現(xiàn)在一致認(rèn)為Treg細(xì)胞可能控制著效應(yīng)性細(xì)胞的活化、增值和分化，從而產(chǎn)生抑制免疫應(yīng)答的作用，但是Treg細(xì)胞對(duì)靶細(xì)胞抑制作用機(jī)制仍有諸多疑問，是當(dāng)前免疫學(xué)研究的熱點(diǎn)問題。由于體外所用的抑制試驗(yàn)環(huán)境不一,而體內(nèi)研究應(yīng)用了不同的模型和細(xì)胞活化階段或解剖位置存在差異等,致使目前對(duì)Tregs抑制機(jī)制所知有限。最新的抑制信號(hào)機(jī)制可被分為3種類型:即細(xì)胞-細(xì)胞接觸;局部抑制因子的分泌和局部生長(zhǎng)因子的競(jìng)爭(zhēng)。 寄生蟲感染與宿主免疫系統(tǒng)之間的相互作用是一種微妙的利害平衡，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在其中扮演著關(guān)鍵的角色，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞參與幾乎全部的寄生蟲病免疫反應(yīng)，是寄生蟲感染免疫調(diào)節(jié)的重要環(huán)節(jié)。其作用包括如下三個(gè)方面： 1.對(duì)宿主有利的調(diào)節(jié)作用：調(diào)節(jié)性T細(xì)胞可控制寄生蟲感染引發(fā)的免疫病理反應(yīng)強(qiáng)度，限制對(duì)宿主的損害程度。 2.對(duì)宿主不利的調(diào)節(jié)作用：調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與效應(yīng)T細(xì)胞之間能夠達(dá)到一種妥協(xié)，允許誘導(dǎo)一個(gè)合適的免疫反應(yīng)，在保證組織損傷最小的情況下有效地控制感染。在某些情況下，由于調(diào)節(jié)過度，宿主的免疫保護(hù)力受到過度的抑制，寄生蟲數(shù)量增加過多，使宿主不能長(zhǎng)期存活。 3.調(diào)節(jié)性T細(xì)胞可介導(dǎo)宿主與寄生蟲之間的互利關(guān)系：調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在控制過多的免疫反應(yīng)來保護(hù)宿主的自我平衡的同時(shí)亦會(huì)增加病原體的存活機(jī)率，使病原體能在宿主體內(nèi)長(zhǎng)期生存。 在體內(nèi),TGF-β和IL-10是調(diào)節(jié)性T細(xì)胞產(chǎn)生抑制效應(yīng)的活性分子。TGF-B基因敲除或缺乏必須由其作用的分子信號(hào)小鼠模型產(chǎn)生的多種組織免疫病理,表明它在多個(gè)水平的淋巴細(xì)胞平衡中起關(guān)鍵的作用。大腸炎模型上可見有不能和TGF-β反應(yīng)的靶細(xì)胞及逃逸Treg的調(diào)控。Treg控制炎癥和自身平衡擴(kuò)增的體內(nèi)模型上顯示出IL-10的抑制功能。Powrie小組試驗(yàn)結(jié)果表明,在大腸炎小鼠上,IL-10是Treg對(duì)抗原刺激后的T細(xì)胞產(chǎn)生抑制作用的關(guān)鍵分子,但不能抑制初始T細(xì)胞。因此, IL-10在Treg調(diào)控炎性組織的效應(yīng)細(xì)胞功能中卻非常重要,但Treg體內(nèi)淋巴結(jié)調(diào)控T細(xì)胞活化或分化階段不起作用。
