表觀遺傳修飾誘導(dǎo)未成熟樹突狀細(xì)胞的免疫學(xué)功能及分子機(jī)制.pdf

1、近20年來，做為治療終末期器官功能衰竭的最佳手段，器官移植的發(fā)展取得了令人矚目的成績。外科技術(shù)的日臻成熟和新型免疫抑制劑的應(yīng)用使得移植器官早期失活的危險(xiǎn)性降到了最低，移植器官的存活時(shí)間明顯延長。然而移植排斥問題仍未得到有效解決，同種器官移植長期存活的狀況未得到進(jìn)一步的改善，成為導(dǎo)致移植物功能喪失的最主要原因。因此誘導(dǎo)受體抗原特異性免疫耐受是同種器官移植追求的目標(biāo)。在誘導(dǎo)免疫耐受過程中一個(gè)重要的決定因素是抗原遞呈細(xì)胞(Antigen pr

2、esenting cells，APC)的狀態(tài)，而樹突狀細(xì)胞(Dendritic cells，DC)做為一類功能最強(qiáng)的專職抗原遞呈細(xì)胞，在識(shí)別和遞呈抗原、啟動(dòng)免疫應(yīng)答、誘導(dǎo)移植排斥反應(yīng)中起著重要的作用。DC成熟狀態(tài)的不同不僅決定著T細(xì)胞的激活，而且還決定了T細(xì)胞免疫應(yīng)答的最終發(fā)展方向。而采用不成熟DC是有效誘導(dǎo)移植免疫耐受的方法之一。 表觀遺傳學(xué)(Epigenetics)是指研究基因組DNA序列不變的情況下在表型上具有穩(wěn)定的、可遺

3、傳的(或有潛在可遺傳性質(zhì))的變化。表觀遺傳修飾主要包括三個(gè)方面：即組蛋白修飾、RNA干擾、和DNA的修飾。在各種組蛋白修飾中，組蛋白乙酰化修飾在基因活性的調(diào)節(jié)中扮演著重要的角色。組蛋白乙酰化和去乙?；謩e由組蛋白乙酰基轉(zhuǎn)移酶(Histone acetyltransferases，HAT)和組蛋白去乙化基酶(Histone deacetylases，HDAC)催化完成，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程。丁酸鈉(Sodium butyrate)是第一個(gè)被

4、驗(yàn)證的HDAC抑制劑(Histone deacetylasesinhibitor，HADCi)，已被成功地應(yīng)用于腫瘤治療的實(shí)驗(yàn)性研究，并取得了一定的療效。目前關(guān)于丁酸鈉的研究主要集中在誘導(dǎo)DC分化并誘發(fā)機(jī)體抗原特異性免疫耐受方面，但其具體作用機(jī)理還不清楚。 研究發(fā)現(xiàn)，DC產(chǎn)生的不同免疫效應(yīng)與其所處微環(huán)境有關(guān)，而吲哚胺2,3雙加氧酶(Indoleamine 2,3．dioxygense，IDO)可能在DC誘導(dǎo)免疫耐受的途徑中發(fā)揮了

5、重要的作用。IDO是一種主要存在于APC中的含有血紅素的細(xì)胞內(nèi)酶，是色氨酸向犬尿氨酸和喹啉酸的降解過程中的限速酶。產(chǎn)生IDO的細(xì)胞具有較高的特異性，在胸腺髓質(zhì)、胃腸道粘膜等免疫特赦組織中的DC或巨噬細(xì)胞中均發(fā)現(xiàn)有。IDO的表達(dá)。我們推測，丁酸鈉誘導(dǎo)的．DC有可能通過IDO途徑抑制活化T細(xì)胞的增殖，并與機(jī)體誘導(dǎo)免疫耐受的發(fā)生有密切的關(guān)系。 microRNA(miRNA)是廣泛存在于生命體內(nèi)的一種正常調(diào)節(jié)機(jī)制，其經(jīng)典的功能是對(duì)個(gè)體發(fā)

6、育的調(diào)控。miRNA是由約70nt大小的發(fā)夾樣單鏈RNA前體經(jīng)過Dicer酶加工而成的單鏈小RNA，有5’磷酸基和3’羥基，約22nt。miRNA是一組不編碼蛋白質(zhì)的短序列單鏈RNA，在進(jìn)化上高度保守，與靶序列不完全互補(bǔ)，通過翻譯抑制調(diào)控基因的表達(dá)而不影響和改變mRNA的穩(wěn)定性。作為基因轉(zhuǎn)錄水平的一種調(diào)節(jié)機(jī)制，HDACi影響著約5﹪-10﹪的基因表達(dá)，但是HDACi如何在轉(zhuǎn)錄和蛋白水平調(diào)控基因表達(dá)的機(jī)制仍然是目前的一個(gè)研究難點(diǎn)。而miR

7、NA作為一種廣泛存在的對(duì)基因表達(dá)進(jìn)行微調(diào)的分子，操縱著人類約20﹪-30﹪的基因表達(dá)。因此，我們設(shè)想HDACi(丁酸鈉)對(duì)基因轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控可能是通過miRNA來發(fā)揮其作用的。這為在體外有效地抑制DC成熟并穩(wěn)定保持其不成熟狀態(tài)以誘導(dǎo)移植免疫耐受提供一個(gè)新的研究方向。本文研究內(nèi)容主要分為三個(gè)部分： 一、丁酸鈉誘導(dǎo)未成熟樹突狀細(xì)胞的免疫學(xué)特性； 二、丁酸鈉誘導(dǎo)的未成熟樹突狀細(xì)胞可能通過IDO途徑誘導(dǎo)T細(xì)胞無能； 三、

8、丁酸鈉誘導(dǎo)未成熟樹突狀細(xì)胞的miRNA表達(dá)譜研究。 研究得出如下結(jié)論： 1.在體外培養(yǎng)條件下，丁酸鈉可以抑制PBMC來源的DC的成熟。表現(xiàn)為DC成熟表型的降低，增強(qiáng)的抗原吞噬能力和抑制淋巴細(xì)胞增殖的能力。 2.丁酸鈉可促進(jìn)DC負(fù)性調(diào)控因子B7-H4的表達(dá)。 3.丁酸鈉誘導(dǎo)的DC可穩(wěn)定維持不成熟狀態(tài)，避免被LPS等促成熟因子再次激活。 4.無論DC的成熟狀態(tài)如何，均有IDO的表達(dá)，但imDC的表達(dá)量

9、高于mDC。 5.丁酸鈉可以促使imDC高水平表達(dá)IDO，通過降解細(xì)胞微環(huán)境中的色氨酸來發(fā)揮對(duì)T細(xì)胞增殖的抑制作用。 6.丁酸鈉誘導(dǎo)下DC的miRNA譜發(fā)生顯著改變。與對(duì)照組比較miRNA上調(diào)25個(gè)，上調(diào)的最大差異倍數(shù)為66.58倍；下調(diào)53個(gè)，下調(diào)的最大差異倍數(shù)為555.13。 7.丁酸鈉誘導(dǎo)下與DC分化相關(guān)基因譜發(fā)生顯著改變。上調(diào)的基因有14個(gè)，下調(diào)的基因有20個(gè)。上調(diào)基因最大差異差異倍數(shù)為206.391倍；