畢麗麗,孫玉潔,孔祥瑞,高鈺,馬錫慧,韓永,肖漓,石炳毅(解放軍第三〇九醫(yī)院全軍器官移植研究所,北京市器官移植與免疫調(diào)節(jié)重點實驗室,北京,100091)
器官移植的成敗取決于供受者之間的組織相容性,其中人類白細胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)等位基因的匹配程度起關鍵作用[1]。HLA-G作為一種非經(jīng)典的MHCⅠ類分子,通過其受體細胞內(nèi)的免疫受體酪氨酸抑制性基序(immune receptor tyrosine-based inhibitory motif,ITIM)傳遞抑制性信號,抑制免疫細胞的活性,從而實現(xiàn)免疫耐受[2-3]。HLA-G初始轉錄本的選擇性剪接可以產(chǎn)生7種亞型,包括4種膜結合型(HLA-G1-G4)和3種可溶型(HLA-G5-G7)[4]。HLA-G的主要受 體 有 3種:ILT2/LILRB1/CD85j、ILT4/LILRB2/CD85d和KIR2DL4/CD158d,主要表達于淋巴細胞、自然殺傷(natural kill, NK)細胞和樹突狀細胞(dendritic cells, DC)等免疫細胞[5]。
HLA-G在介導妊娠免疫、腫瘤免疫、移植免疫過程中,對細胞因子表達譜均具有重要的調(diào)控作用[6]。Xiao等[7]研究發(fā)現(xiàn),在腎移植術后功能穩(wěn)定組患者血漿中sHLA-G的表達水平顯著高于急性排斥反應(acute reaction, AR)組。Th0細胞在不同細胞因子的誘導下可以分化為Th1、Th2和Th17等多種亞群,它們在介導免疫排斥反應和免疫耐受平衡中的關系密切而復雜[8]。
細胞因子在介導免疫耐受方面也發(fā)揮著重要作用[9]。CD4+Th細胞在不同的細胞因子誘導下可以分化為Th1、Th2、Th17等亞群,Th2細胞及其分泌的細胞因子白細胞介素(IL-4、IL-10)等與移植免疫耐受密切相關[4]。腎功能穩(wěn)定組與AR組患者的比較結果顯示,AR組IL-10含量升高[10]。研究腎移植術后HLA-G及其受體對Th2類細胞因子表達的調(diào)控機制,對腎移植術后誘導免疫耐受機制提供重要的理論依據(jù)和新靶點,為腎移植術后評判和治療提供新思路。
1.1 材料:健康供者外周血。大腸桿菌菌株BL21,pET28a質(zhì)粒。
1.2 方法
1.2.1 構建原核表達載體:HLA-G基因(編碼區(qū)序列由艾普希隆公司通過化學方法合成)序列全長1022 bp,編碼區(qū)長1020 bp,共編碼340個氨基酸。分別在基因序列的5’端和3’端引入限制性內(nèi)切酶Ncol和Xhol的酶切位點識別序列。將目的基因HLA-G連接到pMD19-T載體上,然后轉化大腸桿菌感受態(tài)DH5α,進行擴增繁殖。用Ncol和Xhol對pMD19-T-HLA-G和pET28a載體進行雙酶切后,將目的基因片段連接到載體DNA上。然后,用插入了HLA-G基因的重組質(zhì)粒轉化大腸桿菌感受態(tài)BL21。
1.2.2 蛋白誘導表達與純化:挑取平板活化的單菌落,加入10 ml 含卡那霉素的LB液體培養(yǎng)基中,過夜搖菌;次日早晨按1%轉接于50 ml 含卡那霉素的LB 液體培養(yǎng)基中,待其吸光度(A)值為0.5~0.7 時加入IPTG(0.5 mol/L)誘導;5 000×g離心5分鐘,收集菌體,5 ml PBS平衡緩沖液進行懸浮破碎;10 000×g離心20分鐘;沉淀用5 ml PBS重懸;最后將上清液和沉淀進行15%十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰氨凝膠電泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electropheresis,SDS-PAGE)。經(jīng)鎳柱純化,獲得HLA-G1蛋白。
1.2.3 蛋白免疫印跡試驗(Western Blot)分析:純化后蛋白先經(jīng)SDS-PAGE,用半干法將分離的蛋白轉移到聚偏氟乙烯(PVDF)膜上。轉膜后封閉液室溫封閉1小時,然后加入小鼠抗HLA-G抗體,4℃旋轉震蕩過夜。TBST洗滌3次,每次5分鐘,之后加入辣根過氧化酶(horseradish peroxidase,HPR)標記的羊抗小鼠抗體,室溫孵育1小時。TBST洗滌3次,每次5分鐘,按照顯色底物說明進行顯色。
1.2.4 HLA-G1蛋白和外周血單核細胞(peripheral blood mononuclear cell, PBMC)共培養(yǎng)后檢測B細胞分泌IL-10的表達:將健康供者的外周血用淋巴細胞分離液分離出PBMC,將純化的HLA-G1蛋白(分4個濃度梯度:0、50、100、200 ng/ml)與人PBMC混勻后,置于細胞培養(yǎng)箱中孵育16小時,通過流式細胞儀檢測B淋巴細胞內(nèi)IL-10的水平。
2.1 原核表達載體的鑒定(圖1):用限制性內(nèi)切酶Ncol和Xhol對重組質(zhì)粒進行雙酶切,根據(jù)電泳圖,選擇酶切正確的重組質(zhì)粒進行測序,結果與GeneBank公布的序列一致。
圖1 pET28a-HLA-G雙酶切電泳圖
2.2 HLA-G1蛋白的表達 (圖2,圖3):純化后的蛋白經(jīng)SDS-PAGE鑒定其純度,再經(jīng)Western Blot技術鑒定蛋白。
2.3 HLA-G1對B細胞內(nèi)IL-10表達的影響(圖4):將HLA-G1蛋白與人PBMC共培養(yǎng)16小時后,收集細胞,CD19 APC標記細胞膜,破膜后,IL-10 PE標記細胞內(nèi)IL-10,通過流式細胞儀檢測B淋巴細胞內(nèi)IL-10的表達情況。結果發(fā)現(xiàn),隨著HLA-G1蛋白濃度的增加,B淋巴細胞內(nèi)IL-10的表達水平明顯升高。
圖2 純化后HLA-G1的蛋白(SDS-PAGE)
圖3 純化后的HLA-G1蛋白(Western Blot)
圖4 HLA-G1 4種濃度與PBMC共培養(yǎng)后流式細胞儀檢測
母體因HLA-G而對胎兒產(chǎn)生特異性的免疫耐受,提示HLA-G分子可能在腎移植后的免疫耐受中起作用[11]。為研究HLA-G1的功能,本研究通過原核表達系統(tǒng),誘導表達HLA-G1蛋白,經(jīng)鎳柱純化得到HLA-G1蛋白,蛋白純度高達95%以上,以便對其生物學功能進行進一步研究。
IL-10作為一種Th2類細胞因子,通過與受體IL-10R1和IL-10R2結合,誘導STAT3介導的信號轉導系統(tǒng),抑制不同靶基因,在誘導免疫耐受方面起重要作用。HLA-G可使Th2類細胞因子 (IL-10)分泌量上升,使免疫平衡向Th2偏移介導免疫耐受。同時,IL-10又能上調(diào)HLA-G的表達,這樣HLA-G與IL-10之間可形成正反饋,造成明顯的Th1/Th2漂移[12]。近年來研究發(fā)現(xiàn),HLA-G誘導的tDC可以分泌高濃度的抑制性細胞因子IL-10,在DC的免疫調(diào)控中具有重要作用[13-14]。IL-10可以對Th細胞亞群進行雙向調(diào)節(jié):一方面IL-10可以抑制抗原遞呈細胞(antigen presenting cell, APC)產(chǎn)生γ-干擾素(interferon-γ,IFN-γ)和IL-12,抑制巨噬細胞的活性,從而抑制Th1細胞的分化,間接促進Th2細胞分化;另一方面,IL-10可以通過抑制B7-2分子的表達而間接抑制Th2細胞分化[15]。呂海燕等[13]研究發(fā)現(xiàn),HLA-G 可以誘導產(chǎn)生tDC并上調(diào)HLA-G的表達水平,進一步釋放IL-10等抑制性細胞因子,還可以誘導產(chǎn)生調(diào)節(jié)性T細胞,協(xié)同HLA-G誘導免疫耐受。
本研究中,與4種濃度梯度HLA-G1共同培養(yǎng)的B淋巴細胞,細胞因子IL-10的分泌量顯著增加,并且隨著HLA-G1濃度梯度的上升,IL-10的表達水平也隨之升高。這與前人的研究結果是一致的[16]。
近年來的研究表明,在外周血及移植物中檢測到HLA-G分子的器官移植患者中,發(fā)生AR的風險更低[17-18],但研究多集中在HLA-G對T淋巴細胞的影響。本研究關注HLA-G1對B淋巴細胞的免疫調(diào)控作用,希望可以對腎移植術后的體液免疫調(diào)控研究提供新思路。同時,為了更深入的了解HLA-G1的免疫耐受機制,我們還需要對更大量樣本進行進一步探究。