胸腺B细胞在免疫调节和应答中的作用及机制研究

发布时间：2018-01-21 07:37

  本文关键词： 胸腺B细胞 调节性B细胞 调节性T细胞 T细胞分化 免疫稳态　出处：《中国人民解放军军事医学科学院》2015年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：背景:胸腺是机体重要的中枢免疫器官,是T细胞分化、发育、成熟的场所。胸腺细胞经过阳性选择、阴性选择逐渐分化为成熟的T细胞,并迁移到外周免疫器官发挥功能。胸腺为T细胞发育提供了一个复杂的微环境,该微环境由胸腺基质细胞、可溶性分子以及细胞外基质共同构成,有序调控T细胞的发育、成熟和迁移等。近年来有少数研究工作证明,人和鼠的胸腺中均存在着少量的B细胞,其比例占到整个胸腺中所有细胞的0.1-0.5%。正常胸腺中存在着不同发育阶段的B细胞,初步资料显示,胸腺中B细胞具有一定的生理功能,例如参与胸腺内T细胞的分化发育过程。胸腺B细胞可定位于胸腺皮质和髓质的连接处,该区域被认为是胸腺T细胞分化发育过程中阴性选择的发生场所,由此研究人员认为胸腺B细胞在T细胞的阴性选择过程中发挥关键作用,然而胸腺B细胞如何参与T细胞的阴性选择过程及影响T细胞分化、发育机制等仍不清楚。在病理状态下,在胸腺内可发生B细胞的浸润和淋巴滤泡的形成等异常表现,少量研究表明,胸腺B细胞的异常可能与自身免疫病的发生发展相关联,但是胸腺B细胞在自身免疫病中的功能和作用机制等仍不清楚。要解答这些问题都有待于进一步阐明胸腺中B细胞的表型、功能和起源等。因此,我们围绕胸腺B细胞的亚群鉴定及胸腺B细胞亚群在免疫调节和应答中的作用及机制进行了初步探讨。目的:探究生理及自身免疫病中胸腺B细胞亚群变化及其在机体免疫调节和应答中的作用及机制。方法:1.首先,为了验证胸腺中是否存在B细胞,应用流式细胞术对小鼠胸腺淋巴细胞进行胞膜染色,对B细胞所占比例和表型进行分析、鉴定;2.为了鉴定胸腺中调节性B细胞及效应性B细胞,我们分析了正常小鼠和自身免疫病系统性红斑狼疮模型小鼠胸腺中B细胞;为了分析胸腺中是否存在调节性B细胞,分离胸腺淋巴细胞,用LPS(10mg/ml)体外刺激后,收集细胞,通过流式细胞术进行胞内染色,分析IL-10的表达水平。在此基础上,通过胞膜染色对胸腺调节性B细胞表型作进一步分析;为了分析自身免疫病中胸腺效应B细胞,分离胸腺淋巴细胞,通过流式细胞术分析了分泌抗体的浆细胞。3.为了进一步检测胸腺调节性B细胞(表型为CD19+CD5+CD1dhi)内IL-10表达水平,应用流式细胞仪分选调节性B细胞(表型为CD19+CD5+CD1dhi)和非调节性B细胞(表型为CD19+CD5-CD1dlo)后,通过实时荧光定量PCR检测IL-10 m RNA相对表达量;4.为了研究胸腺调节性B细胞(表型为CD19+CD5+CD1dhi)体外功能,首先经胞膜染色标记后,应用流式细胞仪分选调节性B细胞(表型为CD19+CD5+CD1dhi)和非调节性B细胞(表型为CD19+CD5-CD1dlo),并通过磁珠分选CD4+T细胞;一方面用CFSE标记CD4+T细胞后分别与调节性B细胞(表型为CD19+CD5+CD1dhi)和非调节性B细胞(表型为CD19+CD5-CD1dlo)体外共培养72h,流式检测CD4+T细胞增殖抑制情况;另一方面,直接将CD4+T细胞与调节性B细胞(表型为CD19+CD5+CD1dhi)和非调节性B细胞(表型为CD19+CD5-CD1dlo)体外共培养72h,收集细胞,经流式胞内染色检测调节性T细胞水平;5.为了研究胸腺调节性B细胞(表型为CD19+CD5+CD1dhi)体内生理功能,应用流式细胞仪分选调节性B细胞(表型为CD19+CD5+CD1dhi)和非调节性B细胞(表型为CD19+CD5-CD1dlo)后,经尾静脉回输给CD19cre小鼠和狼疮小鼠,取脾、淋巴结、胸腺等免疫器官和组织,应用流式细胞术检测调节性T细胞,调节性B细胞,CD4-CD8+T细胞和CD8-CD4+T细胞等水平变化;经眼球取血,ELISA分析外周血清中自身抗体滴度;取肾脏,4%甲醛固定后苏木精-伊红染色分析肾脏病理改善状况。6.为了探讨狼疮小鼠胸腺B细胞对T细胞分化的影响,胞膜染色标记后流式分选胸腺B细胞,经尾静脉回输给野生型小鼠,一周后处死小鼠,流式检测ISP细胞,CD4-CD8+和CD8-CD4+T细胞等变化情况。7.为了研究m TOR缺失对胸腺B细胞和ISP细胞的影响,应用流式细胞术检测m TOR+/-小鼠胸腺B细胞、不成熟CD8+T细胞(ISP,表型为CD3lo/-CD4-CD8+)比例和数目的变化。结果:1.在小鼠胸腺中检测到一定比例的B细胞,B细胞占胸腺细胞0.1%;经Ficoll分离胸腺淋巴细胞后,B220+细胞比例提高到13.35%,CD19+细胞比例提高到4.7%,并对B细胞表型做了进一步分析。在胸腺细胞中存在IL-10+B细胞和Ig G+B细胞。2.在正常小鼠胸腺中存在一群表达IL-10的调节性B细胞(表型为CD19+CD5+CD1dhi);在IL-10-GFP报告基因小鼠中也发现存在B220+CD5+GFP+B细胞和CD19+CD5+GFP+B细胞,进一步证实了胸腺中存在调节性B细胞。3.调节性B细胞(表型为CD19+CD5+CD1dhi)可以显著抑制CD4+T细胞增殖;其抑制T细胞的机制是通过表面CD5分子与CD4+T细胞表面CD72分子间的相互作用促进CD4+T细胞向CD4+Foxp3+调节性T细胞转化。4.调节性B细胞(表型为CD19+CD19+CD5+)缺失的CD19cre小鼠中,胸腺CD4+Foxp3+调节性T细胞减少,CD4+CD8-T细胞和CD4-CD8+T细胞增加。胸腺调节性B细胞(表型为CD19+CD5+)经尾静脉回输给CD19cre小鼠后,胸腺CD4+Foxp3+Tregs数目增加,CD4+CD8-T细胞和CD4-CD8+T细胞减少,而且脾和淋巴结中CD4+Foxp3+Tregs也升高。5.胸腺调节性B细胞(表型为CD19+CD5+CD1dhi)经尾静脉回输给狼疮样小鼠,可有效地诱导CD4+Foxp3+Tregs和调节性B细胞(Bregs)的产生,从而降低外周血清中自身抗体滴度,改善肾脏病理,抑制狼疮小鼠自身免疫反应。6.在自身免疫病条件下,例如狼疮样小鼠胸腺中调节性B细胞(表型为CD19+CD5+CD1dhi)减少。同时,胸腺整体B细胞异常升高,而且主要转变为Ig G+B细胞。7.狼疮样小鼠胸腺中调节性B细胞(表型为CD19+CD5+CD1dhi)减少和浆细胞(表型为Ig G+)的增加可造成胸腺CD4+CD8-T细胞和CD4-CD8+T细胞增加。当胸腺浆细胞缺失时,CD4+CD8-T细胞和CD4-CD8+T细胞减少。8.对胸腺B细胞调控T细胞分化的作用机制进行探讨时发现,胸腺B细胞升高可以促进不成熟CD8+T(Immature single positive,ISP)细胞(表型为CD3lo/-CD4-CD8+)分化,进而促进CD4+CD8-T细胞和CD4-CD8+T细胞的分化。进一步的研究显示,m TOR信号参与调节ISP细胞的分化、发育。结论:小鼠胸腺中存在少量B细胞,在正常生理条件下,胸腺B细胞存在一群大量表达IL-10的调节性B细胞(表型为CD19+CD5+CD1dhi),它可通过细胞间的直接接触(CD5-CD72介导信号)诱导调节性T细胞的产生来维持胸腺T细胞分化、发育稳态。在自身免疫等病理条件下,如狼疮样小鼠疾病模型中发现胸腺B细胞异常升高,胸腺调节性B细胞(表型为CD19+CD5+CD1dhiIL-10+B)减少,浆细胞(表型为Ig G+)增加。浆细胞通过分泌Ig G促进不成熟CD8+T(Immature single positive,ISP)细胞(表型为CD3lo/-CD4-CD8+)分化,进而促进CD4+CD8-和CD4-CD8+T细胞分化。我们的研究结果表明,胸腺B细胞通过调节T细胞发育、分化参与免疫调节与免疫应答。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：中国人民解放军军事医学科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R392

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本文编号：1450873