白細胞介素21對SHIV感染恒河猴外周血CD8+ T細胞免疫調(diào)節(jié)機制研究.pdf

1、獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS)是由人類免疫缺陷病毒(HIV)侵犯并破壞機體免疫系統(tǒng)引起的疾病。自高效抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法出現(xiàn)以后，發(fā)現(xiàn)受損的免疫功能可以得到部分重建。隨著研究的深入，人們越來越關(guān)注免疫重建機制的相關(guān)研究。其中，改善CD8+T細胞的效應功能逐漸成為研究熱點。目前，如細胞因子治療等一些治療的新策略已逐步進入試驗或臨床階段，這為改善患者的免疫功能提供新的手段和理念。
　　 IL-21與HIV/SIV/SHIV感染之間存在

2、著密切的聯(lián)系。白細胞介素21（interleukine21，IL-21）是一種新近發(fā)現(xiàn)的、主要由活化的CD4+T細胞分泌的、具有免疫調(diào)節(jié)作用的細胞因子。人或非人靈長類動物感染了HIV/SIV/SHIV后，主要表現(xiàn)為CD4+T細胞絕對數(shù)的減少。在HIV感染的急性期，病毒特異性CD8+T細胞優(yōu)先大量擴增，這有助于控制病毒的復制。IL-21對CD8+T細胞的免疫調(diào)節(jié)作用備受學者們關(guān)注。同時，HIV的急性感染造成了“細胞因子風暴”。但就HIV感

3、染者早期的免疫狀況，存在難于明確HIV感染時間等諸多瓶頸。迄今，尚未見到有關(guān)HIV/SIV/SHIV急性感染期血清/血漿IL-21水平動力學的研究報道，SHIV/中國恒河猴艾滋病模型的應用使之迎刃而解。此外，IL-21在SHIV感染中的作用及調(diào)節(jié)機制尚未闡明。
　　 目前為止，盡管一些細胞因子在抗HIV/SIV/SHIV感染中發(fā)揮積極的作用，但在臨床應用上也遇到了一些阻礙，其中面臨的最大障礙是細胞因子亦能促進CD4+T細胞內(nèi)的病

4、毒復制。因此，作為潛在的治療劑和疫苗佐劑，很有必要評價IL-21對SHIV感染CD4+T細胞的影響。本研究包括以下三部分:
　　 一、SHIV感染恒河猴急性期血漿白細胞介素21的動態(tài)變化
　　 為了檢測SHIV-1157ipd3N4感染急性期不同時間點血漿IL-21濃度和體內(nèi)的主要免疫學指標的動力學變化，分析IL-21水平與其它指標的相關(guān)性，本課題定時采集22只SHIV感染恒河猴的外周血，檢測CD4+T細胞和CD8+T細

5、胞絕對數(shù)、HIV RNA水平、T細胞活化程度，以及IL-21和IFN-γ表達水平。我們首次報道，SHIV感染急性期血漿IL-21水平顯著高于感染前的基礎(chǔ)水平，并且IL-21的水平與IFN-γ和CD4+T細胞絕對數(shù)呈一定程度的正相關(guān)，但與CD8+T細胞絕對數(shù)無關(guān)。這一結(jié)果提示IL-21可能參與了HIV/SIV/SHIV抗病毒免疫應答，從而推測IL-21在免疫重建中起重要作用。
　　 二、白細胞介素21對SHIV感染猴CD8+T細胞

6、免疫調(diào)節(jié)機制研究
　　 SHIV感染急性期產(chǎn)生大量的IL-21，與其受體結(jié)合后引起一系列生物學效應。為了研究IL-21對SHIV感染猴外周血CD8+T細胞的免疫調(diào)節(jié)作用，并進一步探討其作用機制。接下來我們利用體外實驗對IL-21免疫調(diào)節(jié)CD8+T細胞的效應功能進行評價。
　　 加入IL-21，檢測SHIV感染猴外周血CD8+T細胞的IL-21R、IFN-γ、穿孔素和顆粒酶素B以及CD107a表達水平、T細胞增殖和凋亡水平

7、，以及JAK/STAT信號通路中蛋白磷酸化水平的變化。結(jié)果表明，10ng/mLIL-21刺激CD8+T細胞后IFN-γ的分泌明顯高于未刺激組(P＜0.05)，real time PCR檢測IFN-γ mRNA的表達明顯升高，4h為刺激CD8+T細胞胞內(nèi)IFN-γ合成的最佳時間。IL-21誘導CD8+T細胞中穿孔素和顆粒酶素B的釋放，伴隨著CD107a+CD8+T細胞百分比的上升，與培養(yǎng)基對照組相比均具有統(tǒng)計學差異;IL-21能有效地增強

8、CD8+T細胞的殺傷功能;IL-21是CD4+T細胞增殖的弱誘導劑，對CD4+和CD8+T細胞的凋亡均無明顯影響。SHIV感染恒河猴外周血CD8+T細胞經(jīng)IL-21刺激后，CD8+T細胞表面表達的IL-21R顯著上調(diào);同時，我們也檢測到CD8+T細胞內(nèi)pSTAT3的表達水平顯著增加。本研究證實，IL-21增強了活化CD8+T細胞介導的免疫反應，免疫調(diào)節(jié)的機制可能與其通過激活STAT3信號來調(diào)節(jié)T細胞免疫有關(guān)。
　　 三、IL-2

9、1對SHIV感染CD4+T細胞的影響
　　 上述研究表明，IL-21及其受體參與CD8+T細胞的功能調(diào)節(jié)。因此，作為潛在的免疫治療劑，體外評價IL-21對SHIV感染CD4+T細胞的影響是很有必要的。本部分研究分別比較IL-21誘導組、IL-2誘導組和培養(yǎng)基對照組的CD4+T細胞表面CD69、Ki67和P27的表達，以及T細胞亞群比例的變化。結(jié)果表明，IL-21誘導組和培養(yǎng)基對照組CD4+T細胞表面CD69的表達率分別為(0.2

10、8±0.047)％和(0.25±0.003)％，明顯低于IL-2組(2.03±0.97)％(P＜0.05); IL-21刺激后T細胞亞群比例無明顯改變;IL-21組的Ki67+CD4+T細胞所占的百分比[（1.35±0.18）％]高于培養(yǎng)基對照組，但沒有統(tǒng)計學差異;5、10、50、100和200μg/mL IL-21誘導的表達P27的CD4+T細胞的百分率分別為（0.56±0.06）％、(0.85±0.11)％、（0.89±0.09）％

11、、(0.88±0.19)％和（1.03±0.25）％，與培養(yǎng)基對照組（0.47±0.04）％相比，差異均不顯著。結(jié)果表明IL-21促進CD4+T細胞表達P27的能力很弱，且不呈劑量依賴效應。此外，20 U/mL和40 U/mL IL-2誘導的表達P27的CD4+T細胞占全部CD4+T細胞的百分率分別為（3.89±0.32）％和(8.08±1.02)％，均顯著高于對照組(P＜0.05)。這一結(jié)果證實，與IL-2相比，IL-21不能顯著提高