白细胞介素17修饰小鼠骨髓间充质干细胞对异体小鼠皮肤移植排斥反应的影响及机制
白细胞介素17修饰小鼠骨髓间充质干细胞对异体小鼠皮肤移植排斥反应的影响及机制
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DOI：
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
姜笃银
中科院分区：
文献类型：
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作者：
马腾霄;许颖溦;姜笃银
目的探讨白细胞介素17(IL-17)修饰的小鼠骨髓间充质干细胞(BMSC)对异体小鼠皮肤移植的影响及机制。方法(1)取5只BALB/c小鼠(均为雌性,4~8周龄,性别、鼠龄下同),处死后取股骨、胫骨和肱骨,采用全骨髓密度梯度离心联合贴壁分离法分离纯化培养BMSC,取第3代细胞行形态学观察,该代细胞经成骨、成脂诱导分化鉴定。第4代细胞经干细胞表面标志物鉴定。取第3 ~6代BMSC,经终质量浓度50 ng/mL小鼠重组IL-17预处理5 d后,行形态学观察。取IL-17预处理的BMSC和未经IL-17预处理BMSC标记碳花青荧光染料(CM-Dil),行形态学观察并计算标记率。(2)取45只C57BL/6J小鼠,按随机数字表法分为磷酸盐缓冲液(PBS)对照组13只、单纯BMSC组16只、BMSC + IL-17组16只。在小鼠皮肤移植术前1 d,单纯BMSC组13只小鼠经尾静脉注射5 × 10~6个/mL未经CM-Dil标记的BMSC 0.1 mL,另3只小鼠经尾静脉注射5 × 10~6个/mL CM-Dil标记的BMSC 0.1 mL;BMSC + IL-17组13只小鼠经尾静脉注射5 × 10~6个/mL未经CM-Dil标记的IL-17预处理的BMSC 0.1 mL,另3只小鼠经尾静脉注射5 × 10~6个/mL CM-Dil标记的IL-17预处理的BMSC 0.1 mL;PBS对照组13只小鼠经尾静脉注射0.1 mL PBS。取45只BALB/c小鼠作供体,将前述3组处理后的45只C57BL/6J小鼠作为受体,建立背-背全厚皮移植模型。于移植术后第2天,再次对3组小鼠注射与移植术前1 d一样的等量相应细胞或PBS。于移植术后第7天,分别取单纯BMSC组和BMSC + IL-17组中注射CM-Dil标记的BMSC和CM-Dil标记的IL-17预处理BMSC的3只小鼠,脱颈处死后采用荧光显微镜观察BMSC的CM-Dil示踪并计数。于移植术后第6天拆除敷料后,从单纯BMSC组注射未经CM-Dil标记的BMSC的13只小鼠和BMSC + IL-17组注射未经CM-Dil标记的IL-17预处理BMSC的13只小鼠及PBS对照组13只小鼠中选取7只小鼠,记录移植皮片的存活时间。于移植术后第8天,从3组剩余的6只小鼠中分别取3只小鼠进行移植皮片的大体观察,酶联免疫吸附测定法检测小鼠血清中γ干扰素、IL-10、转化生长因子β(TGF-β)的水平,流式细胞仪检测脾脏CD4 ~+ CD25 ~+叉头翼状螺旋转录因子p3( Foxp3) ~+调节性T细胞(Treg)比例,行苏木精-伊红染色观察移植皮片的组织形态。于移植术后第14天,取3组剩余3只小鼠同前行组织形态观察。对数据行独立样本t检验、单因素方差分析、LSD检验。结果(1)培养5 d,经IL-17预处理的BMSC与未处理的BMSC形态和大小并无明显差别。(2)CM-Dil标记后,经IL-17预处理的BMSC与未处理的BMSC生长状态均较良好,标记率几乎可达100%。(3)移植术后第7天,单纯BMSC组小鼠皮片及邻近皮下组织CM-Dil标记阳性的BMSC数量为每100倍视野下(6.2 ±2.6)个,明显少于BMSC + IL-17组CM-Dil标记阳性的IL-17预处理BMSC的每100倍视野下(15.0 ±5.3)个(t = -2.962, P <0.05)。(4)单纯BMSC组和BMSC +IL-17组小鼠移植皮片的存活时间分别为(13.3 ± 1.2)、( 17.0 ± 1.5)d,明显长于PBS对照组的(8.7 ±0.8)d( P <0.01),而BMSC +IL-17组小鼠移植皮片的存活时间明显长于单纯BMSC组(P <0.01)。(5)移植术后第8天,PBS对照组小鼠移植皮片大部分发黑变硬且结痂坏死,单纯BMSC组小鼠移植皮片大部分存活良好,BMSC +IL-17组小鼠移植皮片均存活良好。(6)移植术后第8天,与PBS对照组相比,单纯BMSC组和BMSC + IL-17组小鼠的血清中IL-10和TGF-β含量明显升高(P <0.01),γ干扰素含量明显降低(P <0.01);与单纯BMSC组相比,BMSC + IL-17组小鼠的血清中IL-10和TGF-β含量明显升高(P <0.01),γ干扰素含量明显降低(P < 0.01)。(7)移植术后第8天,单纯BMSC组和BMSC + IL-17组小鼠脾脏CD4 ~+ CD25 ~+ Foxp3 ~+ Treg比例明显高于PBS对照组(P <0.01), BMSC + IL-17组小鼠脾脏CD4~+ CD25 ~+ Foxp3 ~+ Treg比例明显高于单纯BMSC组(P <0.01)。(8)移植术后第8天,PBS对照组小鼠移植皮片可见大量炎性细胞浸润,表皮、真皮坏死;单纯BMSC组小鼠移植皮片可见局灶性的炎性细胞浸润,仅有轻微的表皮变性;BMSC+IL-17组小鼠移植皮片皮肤附属器存活完好,同时有血管形成。移植术后第14天,单纯BMSC组小鼠移植皮片可见广泛的炎性细胞浸润,并有较重的表皮变性和局灶性坏死;BMSC + IL-17组小鼠移植皮片可见局灶性的炎性细胞浸润和轻微表皮变性;PBS对照组小鼠移植皮片已完全坏死。结论IL-17可通过提高小鼠BMSC诱导免疫耐受的能力和增强BMSC的归巢能力,最终起到减轻异体皮片移植后免疫排斥反应,延长小鼠移植皮片存活时间的作用。