【摘要】 目的:探讨IL2在角膜移植免疫排斥反应过程中表达的动态变化规律,转化生长因子β1(TGFβ1)对IL2表达的影响及TGFβ1的免疫抑制作用。
方法:建立大鼠穿透性角膜移植模型,分为实验组(同种异体角膜移植,使用TGFβ1眼液),实验对照组(同种异体角膜移植,使用氯霉素眼液)及空白对照组(自体角膜移植,使用氯霉素眼液)3组,分不同时间点用RTPCR法检测角膜植片中IL2 mRNA的含量变化,并进行显微镜观察,根据角膜移植植片水肿,混浊,新生血管3项指标进行排斥指数评分(RI)。
结果:实验组大鼠植片存活时间较实验对照组明显延长(19.3±1.4d vs 13.7±2.6d,P<0.01);实验组各个时间点IL2mRNA的含量较实验对照组均有明显降低(P<0.01)。
结论:TGFβ1对大鼠穿透性移植术后的免疫排斥反应有明显抑制作用,并能下调植片中IL2的表达。
【关键词】 角膜移植 穿透性 转化生长因子β1 IL2
0 引言 在移植免疫应答中,Th1类细胞因子参与介导排斥反应的发生,而IL2属于Th1类细胞因子,是已被证明的促进免疫排斥反应的主要细胞因子,具有广泛的免疫调控和免疫增强作用。我们通过建立大鼠穿透性角膜移植模型,运用RTPCR方法检测术后不同时间段各组角膜中IL2 mRNA的含量,分析IL2及TGFβ1在角膜免疫排斥反应中的作用。 1材料和方法
1.1材料 供体采用健康雌性Wistar大鼠20只,受体采用健康雌性SD大鼠60只,体质量200~250g,鼠龄2~3mo,由重庆医科大学实验动物中心提供,分3组:实验组和实验对照组各20只,行同种异体角膜移植,空白对照组20只,行自体移植。无菌条件下,将TGF(购自美国R&D公司) 1μg融于生理盐水20mL中,充分混合,配成50ng/L的眼液,4℃冰箱保存备用。RTPCR试剂盒购自武汉博士德公司。
1.2方法 参照Williams等[1]方法,供体提供双眼角膜,受体均选择右眼手术。供、受体均于术前以100mL/L水合氯醛3mL/kg, ip麻醉加眼局部4g/L倍乐喜表面麻醉。受体眼在麻醉后点10g/L阿托品眼液3次致瞳孔扩大约4~5mm。常规消毒,在手术显微镜下,严格无菌操作。首先于供体Wistar大鼠角膜钻取直径为3.5mm植片(弯维纳斯剪协助取材),置于培养皿中,用粘弹剂透明质酸钠(爱维)保护角膜植片备用,于受体SD大鼠右眼用直径3.25mm环钻钻取中央区角膜制作植床(弯维纳斯剪协助制作植床),将植片置于植床,以100无损伤缝合线作间断缝合8针,线头不埋。自体移植组用3.5mm环钻钻取植片后将其旋转大约270°后原位缝合,以100无损伤缝合线作间断缝合8针,线头不埋。术毕,于前房内注入空气泡,结膜下注射庆大霉素0.1mL,结膜囊内涂红霉素眼膏。50丝线缝合睑缘1针,并于术后1d拆除。保留100线不拆直至取材。术后实验组滴用TGFβ1眼液,对照及自体移植组均用氯霉素滴眼液滴入结膜囊1~2滴,3次/d,自术后1d开始起在显微镜下进行临床观察,隔日1次,于显微镜下检查角膜移植片透明度及新生血管生长情况,并进行分级。参照Larkin等[2]制定的评分标准,包括植片新生血管,水肿,混浊3项指标,计算排斥反应指数(RI),当RI≥5时,即认为排斥反应发生。取材前,用1g/LDEPC液浸泡手术器械及1mL离心管,在1,2,3,4wk4个时间点,分别处死3组各5只大鼠,严格无菌操作下,沿角膜植床切口取下整块供体角膜植片,放入EP管内,迅速放入液氮罐中冷冻保存备用。RTPCR引物合成引自文献[3],并使用引物设计软件Oligo 5.0辅助设计,由上海生工生物工程公司合成:βactin:产物为296bp, Sense5CTGGAGAAGAGCTATGAGCTG3;Antisense5 AATCTCCCC TTCTGCATCCTGTC3; IL2:产物为340bp,Sense5GCGC ACCCACTTCAAGCCCT3; Antisense5CCACCACAGTTGC TGGCTGA3。于无酶条件下称取标本组织100mg,置于玻璃匀浆器中,加入4℃预冷的Trizol裂解液lmL,冰上匀浆l~2min;将匀浆转入1.5mL无酶EP管中,冰上放置5min;加入氯仿200μL,剧烈振荡混匀30s;离心12000r/min×5min;将上清液小心转移到无酶1.5mL离心管中,加入等体积的异丙醇,室温下放置5min;再次离心12000 r/min×5min;小心移去上清液,防止RNA沉淀丢失,用700mL/L乙醇溶液洗涤2次,每次700μL,12000 r/min×2min;尽可能彻底地吸走上清液,防止RNA沉淀丢失,在室温下使乙醇完全挥发。用DEPCH2O30μL溶解沉淀。最后测定RNA浓度、纯度及RNA完整性(图1)。在200μL的反应体系中进行扩增,其中包括总RNA 1μL,dNTP 1μL,MgCl2 2μL,10×RT buffer 1μL,FreeRNase dH2O 3.75μL,AMV 0.5μL,Oligo dtprimer 0.5μL,Rnase 0.25μL,轻轻混合均匀后离心3~5s;反应体系30℃保温10min,55℃加热30min,然后99℃灭活AMV逆转录酶5min,再离心3~5s。在逆转录的200μL PCR薄壁管中,依次加入5×PCR buffer 10μL,灭菌蒸馏水28.75μL, Taq酶0.25μL,移入200μL PCR管中,分别加入βactin和caspase3上下游引物各0.5μL;按PCR扩增条件进行扩增: 94℃变性30s,55℃退火30s,72℃延伸30s,共35个循环,最后72℃7min,4℃保存。PCR反应产物12μL加载样缓冲液3μL,以1×TBE为电泳缓冲液,在15g/L琼脂糖凝胶上电泳约1h(电压70V),电泳完毕后,将琼脂糖凝胶用图像分析仪进行图像分析。
图1 总RNA电泳图像(略) 统计学处理: 数据以均数±标准差(±s)表示,采用成组设计两样本均数的t检验,所有数据均应用医学统计软件SPSS13.0处理。P<0.05为差异有显著性。
2结果
2.1大鼠角膜植片存活情况 所有大鼠中,有2只发生麻醉意外死亡,4只发生术后前房出血,2只发生严重的虹膜前粘连,1只发生感染,以上大鼠均被剔除实验,并及时补充实验动物。观察满2mo。1wk没有排斥反应,按7d统计,其他组处死的大鼠,未发生排斥反应的按处死时间统计。结果表明:实验组角膜植片存活时间比实验对照组明显延长,差异显著(19.3±1.4d vs 13.7±2.6d,P<0.01),而空白对照组为22.3±2.3d。由此可见,TGFβ1能明显抑制大鼠角膜移植免疫排斥反应,延长角膜植片存活时间。
2.2角膜植片中IL2 mRNA的表达 在各组角膜中均检测出IL2 mRNA的表达。实验组不同时间段的IL2 mRNA的表达较相同时期的实验对照组及空白对照组均有明显的下调(P<0.01,表1,图2)。实验对照组和空白对照组中IL2 mRNA在2wk时表达最高,随着时间的推移而逐渐下降。实验对照组中IL2 mRNA的表达较相同时间点的空白对照组的表达明显增高(P<0.05)。
图2 术后角膜植片IL2 mRNA的表达(略)
表1 大鼠角膜移植术后角膜植片IL2 mRNA的表达水平 (略)
bP<0.01 vs实验组
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