基本信息
- 項目名稱：
- 細胞因子TGF-β1、IL-10在泡球蚴感染小鼠肝臟中動態(tài)變化的研究
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本實驗通過研究Treg cell所分泌的因子TGF-β、IL-10在感染多房棘球蚴不同時期的小鼠肝臟組織中的動態(tài)變化，探討包蟲病的發(fā)生、發(fā)展與兩種細胞因子的內在聯系，并尋找治療靶點，為包蟲病臨床干預治療提供新思路。
- 詳細介紹：
- 包蟲病是一種嚴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性生長，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對人體產生兩方面影響，其一是機械性占位性損傷；其二是免疫病理損傷。而調節(jié)性T細胞（Treg cell）在機體抗寄生蟲感染中起免疫調節(jié)作用，通過相關作用機制最終使機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細胞，其作用機制概括起來主要有以下三大方面：一、通過分泌相關細胞因子發(fā)揮免疫抑制作用；二、通過細胞間直接接觸改變T細胞的表型和功能；三、通過抗原提呈細胞發(fā)揮作用。 我們小組通過查閱大量文獻綜合分析發(fā)現，第一種機制作用更直接，對于臨床干預治療更有指導意義。因此本次研究選擇第一條作用機制為突破口來開展我們的實驗，而在其分泌的眾多細胞因子中，IL-10、TGF-β起主要調節(jié)作用，這就將我們的研究方向鎖定在探討這兩種細胞因子與包蟲病的關系上。 本次研究的主要目的在于：一、了解Treg細胞在不同感染時期的分泌細胞因子的水平；二、探討Treg細胞的產物在多房棘球蚴感染中所起的作用，尋找治療靶點。 本次實驗主要過程為分組、建模、提取、檢測、分析等幾大步驟。我們將雌性Blab/c小鼠隨機分為實驗組和對照組，實驗組通過腹腔注射活原頭蚴懸液，建立泡球蚴感染模型；對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，通過免疫組織化學技術檢測實驗組和對照組小鼠肝組織TGF-β1和IL-10在肝內的表達及定位。 通過一年多的努力，我們得到了相關數據，對數據進行分析后我們得出：泡球蚴感染小鼠肝臟內主要是以分泌IL-10明顯增高的Th2細胞免疫為主，IL-10可引起Th1分泌IFN-γ減少，有利于泡球蚴的生長和肉芽腫對機體的持續(xù)損害，因而與病變的活動性和易感性成正相關。泡球蚴感染早期，IL-10呈低水平表達，此時主要以Th1型細胞免疫為主，分泌大量的IFN-γ等細胞因子，產生嚴重的免疫炎癥反應。隨著感染時間的延長，蟲體負荷逐漸增加，IL-10表達水平顯著增多，此時泡球蚴出現免疫逃避現象。Th1型細胞免疫開始向Th2型體液免疫偏移，出現免疫下調，感染呈慢性化表現。在感染中后期，泡球蚴在小鼠體內及肝臟部位的迅速繁殖可能與IL-10的表達水平的顯著增加相關。許多蠕蟲感染可引起宿主免疫應答的下調或易于向Th2應答方向偏移,這與宿主體內調節(jié)性T細胞的增殖有關。小鼠感染曼氏血吸蟲卵后可誘導CD4+CD25+調節(jié)性T細胞產生IL-10,抑制樹突狀細胞(DC)分泌IL-12,有利于向Th2應答的產生。 而TGF-β是一種多功能的細胞因子，參與了腫瘤和炎癥細胞分化和組織修復的發(fā)生發(fā)展等多種生物進程。TGF-β通常被認為是一種抗炎因子，阻止Th1和Th2細胞的分化。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)的肝細胞胞漿以及肝血竇表達外，在蟲體周圍和蟲肉芽腫結節(jié)周圍也有表達，而且TGF-β1在激活肝星狀細胞，促進肝臟纖維化并伴隨嗜酸性粒細胞、中性粒細胞和纖維細胞的炎性浸潤，而且隨著包蟲囊的生長，這種并非嚴重的炎癥反應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。這種現象提示泡球蚴感染宿主后可能通過激發(fā)TGF-β1的表達下調宿主Th1類免疫應答,使宿主產生免疫抑制, 以利于自身的存活。同時,TGF-β1 的表達也對宿主的肝臟造成病理損傷。本實驗進一步證明TGF-β1具有雙重作用，生物活性復雜多樣，既可介導免疫發(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。 本研究結果提示TGF-β1和IL-10的過度表達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Th1向Th2轉化，機體呈現出以Th2細胞為主的優(yōu)勢應答。Th2所介導的保護免疫引起免疫病理損傷，有利于泡球蚴在體內的生長。如單獨或結合以TGF-beta,或IL-10為靶標，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防治的寄生蟲疾病。調節(jié)性T細胞是能抑制其他免疫細胞活化、增殖的一群細胞。許多蠕蟲感染可引起宿主免疫應答的下調或易于向Th2應答方向偏移,這與宿主體內調節(jié)性T細胞的增殖有關。本實驗通過免疫組化探討調節(jié)性T細胞所分泌的細胞因子TGF-β，IL-10在感染泡球蚴小鼠中的動態(tài)變化，闡述其作用和機制，為進一步了解調節(jié)性T細胞和今后臨床治療提供理論基礎。
科學性、先進性及獨特之處
- 1）研究特色： 本項目的特色在于研究的新疆地方病包蟲病的感染。該項目是進行一個動態(tài)觀察，試驗周期較長。 2）研究創(chuàng)新點： 國內外首次研究調節(jié)性T細胞所分泌的細胞因子在泡球蚴感染過程中的所起到的作用。并進行動態(tài)觀察在泡球蚴感染過程中的變化。
應用價值和現實意義
- 該項目通過研究這兩個細胞因子與包蟲病感染的關系，可以了解它們在不同感染中的特異性作用，有利于全面系統(tǒng)地解釋調節(jié)性T細胞在寄生蟲感染免疫中的調節(jié)機制。闡明自然調節(jié)性T細胞的動員和激活機制，了解它們所識別抗原的性質將有助于發(fā)展人工干預方法使寄生蟲感染的免疫保護與免疫病理作用之間達到平衡，為設計合理有效的抗寄生蟲感染與免疫病理疫苗提供理論指導,為臨床治療提供理論支持。
學術論文摘要
- 【摘要】目的 觀察泡球蚴（Em）感染小鼠肝臟中TGF-β1和IL-10的動態(tài)變化，分析其內在聯系。方法 將雌性Blab/c小鼠隨機分為實驗組和對照組，實驗組通過腹腔注射活原頭蚴懸液，建立泡球蚴感染模型；對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，通過免疫組織化學技術檢測實驗組和對照組小鼠肝組織TGF-β1和IL-10在肝內的表達及定位 結果 與對照組小鼠相比，Em感染小鼠肝臟內TGF-β1和IL-10表達水平均升高。 TGF-β1與IL-10陽性反應主要位于肝細胞漿，其表達水平隨肝組織學形態(tài)的改變呈增高趨勢。結論TGF-β1和IL-10的表達隨泡球蚴感染的逐漸加重而增高，并隨感染時間延長一直保持較高的表達水平，可能與泡球蚴感染小鼠時造成免疫逃避及宿主免疫病理損傷有關。
獲獎情況
- 暫無
鑒定結果
- 合格
參考文獻
- 〔1〕 溫浩，徐明謙. 實用包蟲病學，2007，科學出版社?！?〕 魏曉麗,丁劍冰,許晏等.小鼠感染泡球蚴后細胞因子水平的變化[J]. 中國寄生蟲學與寄生蟲病雜志, 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
- 調節(jié)性T細胞（Treg）是獨立的具有調節(jié)功能的一類細胞亞群。通過抑制效應性T、B細胞的活性，誘導自身免疫耐受，避免自身免疫疾病的產生。同時，限制針對病原性抗原免疫應答過度所致的免疫損傷，對維持機體免疫動態(tài)平衡具有至關重要的作用。這類抑制性T細胞群主要分泌細胞因子IL-10和TGF-β。盡管現在一致認為Treg細胞可能控制著效應性細胞的活化、增值和分化，從而產生抑制免疫應答的作用，但是Treg細胞對靶細胞抑制作用機制仍有諸多疑問，是當前免疫學研究的熱點問題。由于體外所用的抑制試驗環(huán)境不一,而體內研究應用了不同的模型和細胞活化階段或解剖位置存在差異等,致使目前對Tregs抑制機制所知有限。最新的抑制信號機制可被分為3種類型:即細胞-細胞接觸;局部抑制因子的分泌和局部生長因子的競爭。 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，調節(jié)性T細胞在其中扮演著關鍵的角色，調節(jié)性T細胞參與幾乎全部的寄生蟲病免疫反應，是寄生蟲感染免疫調節(jié)的重要環(huán)節(jié)。其作用包括如下三個方面： 1.對宿主有利的調節(jié)作用：調節(jié)性T細胞可控制寄生蟲感染引發(fā)的免疫病理反應強度，限制對宿主的損害程度。 2.對宿主不利的調節(jié)作用：調節(jié)性T細胞與效應T細胞之間能夠達到一種妥協(xié)，允許誘導一個合適的免疫反應，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，由于調節(jié)過度，宿主的免疫保護力受到過度的抑制，寄生蟲數量增加過多，使宿主不能長期存活。 3.調節(jié)性T細胞可介導宿主與寄生蟲之間的互利關系：調節(jié)性T細胞在控制過多的免疫反應來保護宿主的自我平衡的同時亦會增加病原體的存活機率，使病原體能在宿主體內長期生存。 在體內,TGF-β和IL-10是調節(jié)性T細胞產生抑制效應的活性分子。TGF-B基因敲除或缺乏必須由其作用的分子信號小鼠模型產生的多種組織免疫病理,表明它在多個水平的淋巴細胞平衡中起關鍵的作用。大腸炎模型上可見有不能和TGF-β反應的靶細胞及逃逸Treg的調控。Treg控制炎癥和自身平衡擴增的體內模型上顯示出IL-10的抑制功能。Powrie小組試驗結果表明,在大腸炎小鼠上,IL-10是Treg對抗原刺激后的T細胞產生抑制作用的關鍵分子,但不能抑制初始T細胞。因此, IL-10在Treg調控炎性組織的效應細胞功能中卻非常重要,但Treg體內淋巴結調控T細胞活化或分化階段不起作用。
