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重症肌无力患者胸腺组织抗原处理与提呈相关基因表达的研究

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中华实用诊断与治疗杂志201 5年3月第29卷第3期J Chin Pract Diagn Ther,Mar.2015,Vo1.29,No.3 ・ 223 ・ ・论 著・ 重症肌无力患者胸腺组织抗原处理 与提呈相关基因表达的研究 梁 玉 ,李倩如 ,刘萍萍 ,崔新征 ,高 峰。,张清勇 ,杜 英 (1.郑州大学基础医学院微生物学与免疫学教研室,郑州450001;2.郑州大学第二附属医院胸外科,郑州450014; 3.河南省医药科学研究院,郑州450052) 摘要:目的探讨抗原处理和抗原提呈在重症肌无力患者胸腺组织T细胞异常分化中的作用。方法 收集5例重症肌 无力(myasthenia gravis,MG)患者(MG组)和5例非自身免疫性先天性心脏病患者(对照组)胸腺组织,提取RNA,反转 录为eDNA,采用树突状细胞与抗原提呈相关基因芯片进行实时定量PCR,采用AACt方法对数据进行分析,比较2组 ACt值。结果 2组树突状细胞和抗原提呈细胞芯片中含有84种共8类基因;MG患者胸腺组织表达水平明显增高基 因有9种,包括与抗原摄取、提呈相关的TAP2、CD4、THBS1和与细胞因子及细胞因子受体相关的CCL2、CCL3、 CXCL2、干扰素.y(interferon 7,IFN y)、白细胞介素一6(interleukin一6,IL一6)、ERBB2;MG组CCL2(一0.34 4-0.06), CCI 3(3.03±0.45),CD4(一2.95±0.11),CXCL2(0.66±0.21),ERBB2(3.25土0.39),IFN一 (374±0.44),IL一6 .(1.64±0.22),TAP2(一1.51±0.15),THBS1(0.764-0.55)基因ACt值与对照组(3.64±0.03、4.11±0.12、一0.56± 0.05、2.26±0.86、4.53±0.48、6.37±0.87、5.76±1.06、0.05±0.01、3.83±0.76)比较差异均有统计学意义(P< 0.05);9种基因MG组2 /x ̄照组2 均>2。结论 MG患者胸腺组织多种抗原提呈作用相关的基因表达存在异 常,可能与T细胞在胸腺的异常分化有关。 关键词:重症肌无力;胸腺;抗原提呈;基因表达 Genes expression involved in antigen processing and presentation in thymus tissue in patients with myasthenia gravis LIANG Yu ,LI Qian-ru,I.IU Ping—ping,CUI Xin—zheng, GA()Feng.ZHANG Qing—yong.DU Ying (*Department of Microbiology and Immunology.College of Basic Medical Sciences,Zhengzhou University,Zhengzhou 450001,China) Abstract:Objective To study the effect of antigen processing and presentation on abnormal polarization of T cells in thymus tissue in patients with mysthenia gravis(MG).Methods The total RNA was extracted from thymus tissue in 5 MG patients(MG group)and 5 patients with non-autoimmune disease(control group),and finished first strand eDNA synthesis reaction.Real—time PCR detection was performed in human dendritic and antigen presenting cell PCR array.. The data were analyzed by using AACt method and ACt values were compared between two groupsResults The human dendritic and antigen presenting cell PCR array profiled the expression of 84 genes in 8 classes in 2 groups,in which 9 genes increased significantly higher in thymus tissue in MG patients,such as antigen uptake—and presentation-related TAP2,CD4 and THBS1,and cytokines and cytokine receptors—related CCL2,CCL3,CXCL2,interferon一7(IFN一.y), interleukin-6(IL一6)and ERBB2.The ACt values of CCI 2(一0.34±0.06),CCL3(3.03±0.45),CD4(2.95±0.11), CXCL2(0.664-0.21),ERBB2(3.25±0.39),IFN一7(3.74±0.44),IL一6(1.64±0.22),TAP2(一1.51±0.15)and THBS1(0.76±0.55)in MG group were significantly different from those in control group(3.64±0.03。4.1 1± 0.12,一0.56±0.05,2.26±0.86,4.53±0.48,6.374-0.87,5.76±1.06,0.05±0.01,3.834-0.76)(P<0.05).The ratio of 2 。ratio of 9 genes in MG group to control group was larger than 2.Conclusion The gene expressions are abnormal in antigen processing and antigen presenting in thymic tissue in MG patients,which may be correlated with abnorma1 differentiation of T cel】. Key words:Myasthenia gravis;thymus;antigen presenting;gene expression 重症肌无力(myasthenia gravis,MG)是T细胞 do ̄:10.13507/j.issn.1674 3474.201 5.03.006 *基金项目:国家自然科学基金(81172874)。 依赖性自身免疫性疾病,多数存在胸腺结构和功能异 常,切除胸腺是治疗MG的主要方法之一[ 。胸腺是 T细胞分化成熟的场所,胸腺上皮细胞和胸腺树突状 通信作者:杜英,E mail:duying @ZZU.edu.cn。 细胞通过膜表面抗原肽一主要组织相容性复合体分子 ・224・ 中华实用诊断与治疗杂志2015年3月第29卷第3期J Chin Pract Diagn Ther,Mar.2015,Vo1.29,No.3 复合物、协同刺激分子和黏附分子向表达T细胞受体 的胸腺细胞提呈抗原,是T细胞在胸腺发育分化成熟 1 L,加灭菌水至13 L,65℃5 min冰上1 min。再 依次加入5×First—Strand Buffer 4 I…0 1 mol/L 的重要环节,也是排除自身反应性T细胞的关键因素_2]。本文探讨MG患者胸腺组织中树突状细胞及 与抗原提呈细胞相关基因的表达情况,报道如下。 1 资料与方法 1.1 一般资料 2012年7月一2013年5月郑州大 DTT 1 L、RNase Inhibitor 1 L、SuperScript III RT 1 L。50℃温育6O min。70℃15 min使酶失活。 1.2.4 实时定量PCR 将上述合成cDNA每 20 L加91 I 灭菌水进行稀释。取稀释cDNA 102 L加入2×SuperArray PCR master mix(Cat. 学第二附属医院临床确诊的MG患者5例(MG组), 男2例,女3例;年龄12~17岁,抗乙酰胆碱受体抗体 No.PA一112)550 I ,ddH。O 448 L。取10 I 混合 液加至PCR Array孔,置实时定量PCR仪进行反应。 (+),胸腺组织病理分型均为单纯胸腺细胞增生型(非 胸腺瘤型)。对照组为自身抗体阴性的非自身免疫性 95℃10 min;95℃15 S,60℃1 min,40个循环。读 取荧光曲线。计数Ct值,采用AACt法,Ct值为每个 先天性心脏病患者5例,男3例,女2例;年龄3~11 岁。2组年龄、性别比例比较差异无统计学意义(P> 0.05)。 1.2 方法 反应管内的荧光信号到达设定域值所经历的循环数。 ACt(试验组)一试验组平均Ct一试验组看家基因平均 Ct;ACt(对照组)一对照组平均Ct一对照组看家基因 平均Ct。AACt—ACt(对照组)一ACt(试验组)。 1.2.1 仪器与试剂TRIZOI 试剂(Invitrogen公 1.3 统计学处理 t检验,实验组2 应用SPSS 17.0软件进行统计 /x,1照组2一 “>2为明显增 司),RNeasy@MinElute丁M纯化试剂盒(Qiagen公司), SuperScript Ill Reverse Transcriptase(invitrogen公分析,计量资料以均数±标准差( ±s)表示,比较采用 高,d0.5为明显降低,P<0.05为差异有统计学意 义。 2 结 果 司),PCR Array(SAbiosciences公司)。 1.2.2 RNA抽提及纯化取2组患者胸腺组织50 mg,去筋膜、血污,按TRIAOL试剂说明提取总 RNA。将RNA溶液过柱、洗脱,获得纯化RNA。采 用紫外吸收测定法和变性琼脂糖凝胶电泳检测RNA。 RNA溶液的A 。。/A。 。比值为1.98,电泳出现28S、 2.1 2组胸腺mRNA表达PCR芯片所含基因种类 试验中选择PCR芯片含有84种基因,根据基因功 能可分为8类,分别为抗原摄取、抗原提呈、树突状细 18S和5S 3个条带,表明提取的RNA未被降解,其纯 度也符合实验要求。 1.2.3 cDNA合成 取1.5/zg RNA,加入 500 mg/L oligo(dT)1 uL,10 nmol/L dNTPs Mix 胞趋化作用、树突状细胞分化、细胞因子、其他细胞表 面受体、信号转导。2组患者胸腺组织84种基因均有 不同程度表达。见表l。 表1 2组胸腺mRNA表达PCR芯片所含基因的名称及功能 基因功能 抗原摄取 CD44,CDC42,ICAM1,ICAM2,RAC1,TAP2 基因名称 CCL1 9,CD1A,CD1B,CD1C,CD1D,CD209,CD28,CD4 抗原提呈 DMA,HLA_DPA1,TAPBP,THBS1 树突状细胞趋化作用 树突状细胞分化 CSF2(GM-CSF),LYN,RELB,TGFB1 CCL11(Eotaxin),CCL13(MCP_4),CCI 1 6(HCC4),CCL1 9,CCI 2(MCp-1),CCL3(MIP_1A),CCI 5(RANTES),CCL7,(MCP_3),CCI 8(MC P_ 细胞因子 2),CSF2(6M-CSF),CXCL1,CXCI 10(INP10),CXCL12(SDF1),CXCL2,FLT3LG,IFNG,IL-10,II,12A,I 1 2B,II『1 6,II 2,1I 6,1I 一8,MIF, TNF,TNFSF11 细胞因子受体 其他细胞表面受体 CCR1,CCR2,CCR3,CCR5,CSF1R,CXCRl(IL8RA),CXCR4,FLT3,ERBB2(HER2) CD2,CD4O(TNFRSF5),FCER1A,FCER2,FCGR1A,I RP1,TLR1,TLR2,TLR7,TLR9,VCAMl 信号转导 CDKN1A(p21CIP1/WAF1),CEBPA,CLEC4C,FAS,IRF7,IRF8,ITGAM,ITGB2,LYN,NFKB1,PTPRC,RELA,RELB,STAT3,TGFB1 注:IFN(干扰素,interferon);II (白细胞介素,interleukin)。 2.2 2组胸腺组织基因表达差异 84种基因中9种 中在2个方面,(1)抗原摄取提呈相关基因TAP2、 在MG患者胸腺组织表达明显异常,异常表达基因集 CD4和THBS1;(2)细胞因子及其受体相关基因 中华实用诊断与治疗杂志2015年3月第29卷第3期J Chin Pract Diagn Ther,Mar.2015,Vo1.29,No.3 ・225・ CCL2、CCL3、CXCL2、IFN一 、IL一6和ERBB2。MG组 上述基因ACt值与对照组比较差异均有统计学意义 (P<0.05)。9种基因MG组2--A ̄Ct/对照组2 △c 均>2。见表2。 表2 MG组胸腺组织基因表达异常基因 3 讨 论 MG是与胸腺结构和功能异常高度相关的自身免 疫性疾病。生理情况下,胸腺是T细胞分化成熟的重 要场所,胸腺上皮细胞、胸腺树突状细胞是构成T细 胞发育分化微环境的主要因素,通过其抗原处理和提 呈作用辅助T细胞在胸腺完成成熟分化过程口]。因 此胸腺上皮细胞、树突状细胞的抗原处理和提呈作用 在T细胞分化成熟过程中发挥重要作用。本研究结 果显示,MG组患者胸腺组织中84种抗原提呈相关基 因中筛查出9种基因表达明显异常,此9种基因根据 功能可分为2类,第1类是与抗原摄取和提呈相关基 因CD4和THBS1;第2类是细胞因子及其受体,如 CCL2、CCL3、CXCL2、IFN一 、IL一6和ERBB2。 CD4分子可表达于胸腺细胞表面,与胸腺细胞的 分化成熟相关,TAP一2与TAP一1共同跨膜表达于内 质网膜,通过对内源性抗原肽的转运,促使抗原肽一主 要组织相容性复合体I类分子复合物在胸腺基质细胞 表面的表达。TAP一2表达受多种细胞因子(INF一丫、 IL-10等)调节ll4],其表达异常与多种疾病相关。 THBS1是具有免疫调节特性的细胞基质糖蛋白,能抑 制APC功能。Gandhi等 研究结果显示,THBS1是 转化生长因子J3的活化因子,进而诱导Th17形成_6]。 本研究结果显示,MG组患者胸腺组织CD4、TAP2和 THBS1表达水平(ACt值)均高于对照组,提示MG 患者胸腺细胞亚群分化异常与这些基因的异常增高有 关。 研究结果 。 显示,CCL2在B细胞依赖的自身免 疫反应中促进Th17反应细胞发生,Thl7可辅助B细 胞产生致病性IgG2b抗体介导NMJ功能阻滞,形成 实验性自身免疫性MG。本研究结果显示,MG患者 胸腺组织CCL2表达明显增高,与文献_7 报道结果相 一致,提示CCL2可能通过多种机制影响T细胞分化 成熟和T细胞亚群形成,参与疾病发生、发展。胸腺 上皮细胞和胸腺细胞均可表达ERBB2,但其表达量低 于胸腺肌样细胞。本研究结果显示,MG患者胸腺组 织ERBB2表达增加,提示患者胸腺肌样细胞增多,与 疾病发生的关系尚需进一步研究。本研究结果显示, INF一 和IL一6在MG患者胸腺中表达增高。文献[9] 报道,阻断IL一6活性可抑制实验性MG进展。提示 IL一6可促进疾病进展,IFN-7则通过调节TAP表达 及促进胸腺细胞分化而影响疾病进展。 本研究结果提示,上述9种异常增高表达的基因 主要与抗原提呈细胞的抗原摄取、抗原提呈及细胞因 子和细胞因子受体相关,提示MG胸腺异常的发生机 制与胸腺上皮细胞和胸腺树突状细胞的抗原提呈作用 及其释放细胞因子的作用高度相关,进而影响T细胞 的分化成熟,与疾病的发生、发展相关。 参考文献 E1]陈秀,王道喜,李耀奇,等.82例重症肌无力胸腺切除患者围手术 期管理[J].中华实用诊断与治疗杂志,2011,25(9):909—911. 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