免疫因子在Ⅰ型糖尿病及肿瘤中的功能研究

论文摘要

免疫因子,包括细胞因子和细胞表面分子等,是机体免疫系统中不可或缺的重要组成部分,在免疫学研究领域处于核心地位。免疫因子同相应的免疫细胞一起在调控机体正常免疫生理功能的同时,也积极参与非正常免疫反应（如自身免疫性反应）和肿瘤发生发展的进程。本文将重点研究白细胞介素-15（IL-15）这一细胞因子和CD47细胞表面分子连同其各自相应的免疫细胞,在机体免疫系统中如何参与并影响自身免疫性Ⅰ型糖尿病和肿瘤的发生发展过程。1.Ⅰ型糖尿病（T1D）是一种自身免疫性疾病,其特征是以T细胞为主的炎症细胞浸润胰岛组织,破坏B细胞,产生胰岛炎和高血糖症。非肥胖型糖尿病（NOD）小鼠是研究糖尿病发病机理的典型动物模型。NOD小鼠Ⅰ型糖尿病发病进程存在两个重要节点:胰岛炎和显性糖尿病。该小鼠体内存在多种淋巴细胞亚群缺陷,其中包括NK、NKT细胞活力低下以及CD4+CD25+调节性T细胞（Treg）功能缺陷等。NK细胞与调节性T细胞在Ⅰ型糖尿病发病过程中发挥重要作用。IL-15作为NK细胞强效激活剂,对NK细胞发育、存活及其功能发挥意义重大。IL-15还促进包括调节性T细胞在内的T细胞的生存与功能的发挥。IL-15、NK细胞以及Treg细胞在NOD小鼠中彼此相互作用共同影响着Ⅰ型糖尿病的发病进程。在本实验体系中,我们发现通过反复低剂量注射小鼠重组IL-15,可以抑制NK细胞清除的NOD小鼠糖尿病的发生。同时,IL-15可以在体内和体外刺激增强调节性T细胞（Treg）的功能,这种Treg细胞抑制活性的上调是IL-15介导NOD糖尿病保护效应的机制之一。我们进一步研究显示,IL-15通过诱导Treg上调Foxp3表达水平增强了Treg细胞的抑制功能活性,从而发挥NOD糖尿病的保护功能。同时体外实验还发现IL-15活化的NK细胞通过产生IFN-γ,具有抑制IL-15诱导Treg细胞上调Foxp3分子的表达水平,从而在一定水平上抑制了Treg细胞功能增强的效应。2.CD47分子是一种高度糖基化的自身膜表面抗原分子,与细胞外基质蛋白和配体相互作用参与调节免疫系统。CD47调节一系列组织细胞的功能并具有区分“自我”与“非我”的能力。CD47-SIRPα受体相互作用可以抑制吞噬细胞吞噬CD47阳性细胞,在骨髓移植以及异种移植过程中发挥着重要的免疫调节耐受效应。CD47分子是T细胞活化共刺激分子辅助TCR信号有效传导;同时也介导活化T细胞凋亡。CD47单克隆抗体及配体TSP-1等均可诱导启动CD47介导的凋亡通路。一些肿瘤细胞譬如T细胞淋巴瘤EL4细胞等也表达CD47分子,抑制机体吞噬细胞功能逃逸免疫系统的免疫监视。有趣的是,某些肿瘤细胞譬如Jurkat细胞等不表达或低表达CD47分子,这可能与其介导细胞凋亡的机制有关。本实验中,我们发现白血病胸腺瘤细胞EL4表面也表达CD47分子。我们在体外通过RNA干扰技术和蛋白过量表达方法干预EL4细胞CD47分子的表达水平后,获得了细胞表面CD47低表达及高表达的EL4细胞克隆(CD47lowEL4和CD47highEL4)。将这些细胞克隆通过静脉和皮下注射输注到C57BL/6小鼠中发现,CD47lowEL4细胞进入同系宿主小鼠后与对照组细胞相比迅速生长增殖,大大加速了荷瘤小鼠的死亡进程;而CD47highEL4细胞荷瘤小鼠死亡时相却有延迟趋势。进一步研究发现从CD47lowEL4细胞接种的发病小鼠肝脏中分离出的肿瘤细胞有很大比例的细胞又回复到正常表达CD47分子的水平。这些现象暗示,CD47lowEL4细胞可能由于CD47水平低下增强了其抗凋亡能力的提高,延长了肿瘤细胞自我更新的时间,从而提高了肿瘤细胞扩增转移的能力;相反,CD47highEL4细胞由于大量表达CD47可以增强介导凋亡信号启动细胞凋亡通路,加速肿瘤细胞的自我凋亡过程最终表现出CD47highEL4细胞荷瘤小鼠死亡趋势减缓的效应。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 免疫细胞及其因子与Ⅰ型糖尿病的功能关系
• 1.1.1 前言
• 1.1.2 NOD小鼠与Ⅰ型糖尿病
• 1.1.3 T细胞与Ⅰ型糖尿病的关系
• 1.1.3.1 效应T细胞与Ⅰ型糖尿病
• 1.1.3.2 调节性T细胞与Ⅰ型糖尿病
• 1.1.4 NK/NKT细胞与Ⅰ型糖尿病的关系
• 1.1.4.1 NK细胞与Ⅰ型糖尿病
• 1,1.4.2 NKT细胞与Ⅰ型糖尿病 #1O
• 1.1.5 细胞因子与Ⅰ型糖尿病的关系
• 1.1.6 总结
• 参考文献
• 1.2 免疫因子CD47及其在免疫系统中的功能关系
• 1.2.1 前言
• 1.2.2 CD47分子的结构与分布
• 1.2.3 CD47相互作用分子
• 1.2.3.1 整合素
• 1.2.3.2 凝血酶敏感素
• 1.2.3.3 抑制性信号调节蛋白
• 1.2.4 CD47分子免疫学功能
• 1.2.4.1 CD47在红细胞中的作用
• 1.2.4.2 CD47在T细胞中的作用
• 1.2.4.3 CD47在吞噬及递呈细胞中的作用
• 1.2.4.4 CD47在造血干细胞移植中的意义
• 1.2.5 总结
• 参考文献
• 第2章 免疫因子IL-15促进调节性T细胞抑制小鼠糖尿病发生
• 2.1 前言
• 2.2 材料和方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 实验结果
• 2.3.1 IL-15有效延迟和抑制NK细胞清除的NOD小鼠糖尿病的发生
• +CD25⁺T细胞抑制功能'>2.3.2 IL-15能够促进NK细胞清除的NOD小鼠CD4⁺CD25⁺T细胞抑制功能
• +CD25⁺T细胞Foxp3的表达'>2.3.3 IL-15诱导增强NOD小鼠CD4⁺CD25⁺T细胞Foxp3的表达
• +CD25⁺T细胞功能'>2.3.4 NK细胞通过IFN-γ抑制IL-15诱导增强的CD4⁺CD25⁺T细胞功能
• 2.4 讨论与总结
• 参考文献
• 第3章 淋巴瘤EL4细胞表面差异性表达CD47免疫分子影响细胞成瘤能力
• 3.1 前言
• 3.2 材料和方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 实验结果
• 3.3.1 T细胞淋巴瘤EL4细胞表面表达CD47分子
• 3.3.2 构建细胞表面CD47分子差异表达的EL4细胞株
• 3.3.3 EL4细胞表面差异性表达CD47分子影响肿瘤细胞体内成瘤能力
• 3.4 讨论与总结
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
• 附录