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小肠移植已成为不耐受肠外营养的肠哀竭病人的有效治疗方案,随着新的免疫抑制方案的采用,临床小肠移植术后受体和移植物存活率显著提高,后期的慢性排斥反应逐渐成为影响移植物预后的重要因素。n-3多不饱和脂肪酸(n-3Polyunsaturated Fatty acids,n-3 PUFAs)是鱼油的主要作用成分,作为一种免疫调节剂,被证明可以改善动脉硬化病变和一些移植受体的预后,本课题拟将其用于实验小肠移植,研究其对慢性排斥移植肠的保护作用及可能的机制。
第一部分:n-3多不饱和脂肪酸对大鼠生理条件下小肠IL-15表达的影响
小肠上皮内淋巴细胞(Intestinal Intraepithelial Lymphocytes,IEL)以及其产生的细胞因子在肠粘膜免疫屏障的调节中起重要作用并且参与了小肠移植术后的免疫学过程。n-3 PLJFAs是一种潜在的有益于移植过程的免疫调节剂。IL-15是一种T细胞生长因子,它可以调节IEL的分化,是IEL中CD4+CD8α+CD8β-亚群发展分化所必须的细胞因子。本研究的几的在于分析长期给予n-3 PUFAs对小肠IL-15表达的影响,同时观察IEL的表型和细胞因子基因表达的变化,进一步证明这种影响的存在。
首先根据Todd于1999年提出的方案复制了大鼠小肠上皮内淋巴细胞的分离纯化方法,得率5-10×106细胞/鼠,纯度>96%。之后,正常健康Lewis大鼠给予负油12周,玉米油作为对照组,用流式细胞术测定IEL的表型,荧光定量RT—PCR测定IEL细胞因子(TNF—α、IFN—γ和TGF—β1)基因表达。免疫组化测定小肠粘膜IL-15的表达。
免疫组化显示鱼油组上皮表达IL-15降低,鱼油对IEL亚群CD4+CDSα+CD8β-细胞比例的降低符合这一趋势,同时鱼油降低IEL的TNF—α和IFN—γ的基因表达,不显著地提高TGF—β1的基因表达。
结论:n-3多不饱和脂肪酸可以抑制大鼠生理状态下肠粘膜IL-15的表达,IEL亚型及功能的改变可能是由这一抑制作用造成的。
第二部分:大鼠一期原位全小肠移植慢性排斥模型的建立
大鼠原位小肠移植和异位小肠移植在免疫学和功能学方面存在明显的差异,原位小肠移植技术难度高,手术创伤大,手术时间长,但是它具有更符合临床情况的优点,所以是更好的小肠移植的研究模型。本研究的目的是首先探索原位小肠移植的术式,其后在原位移植模型的基础上采用F344到Lewis的品系组合建立大鼠原位小肠移植的慢性排斥模型。
首先我们用SD大鼠建立一期原位小肠移植模型,共计手术84例,早期术后死亡主要原因是动脉吻合口出血.、静脉淤血、肠吻合口出血.等,手术技术成熟后存活率显著提高,供受体平均手术时间分别为30~50分钟和90~115分钟。冷缺血时间为45~60分钟,热缺血时间25~30分钟。动物最长存活时间到目前为止达15个月。
其后在第二章的研究中以F344大鼠作供体,Lewis大鼠作受体并住术后进行短期低剂量环孢素诱导,建立小肠移植慢性排斥模型,同时观察慢性排斥的分子病理学特点。结果:绝大多数受体长期存活至取材时间,受体在术后3周开始恢复术前体重,异基因组的体重增长显著慢于同基因组和同龄正常大鼠。异基因组术后60天表现出典型的慢性排斥病理改变:肠壁肌层纤维化、系膜炎症、系膜纤维化和血管内膜增厚。术后90天时系膜炎症较60天明显减轻,但是其它各指标都有加重趋势,术后90天时所有大鼠农现出典型的血管内膜增厚。免疫组化提示在术后90天,异基因组热休克蛋白(Heat Shock Protein,HSP)60的表达在肠粘膜同有层显著高于同基因组,粘膜表达高于同基因组但无显著差异。HSP72的表达在粘膜和固有层均与同基因组无显著差异。荧光定量RT—PCR结果提示在术后90天,大鼠Rae-1类似转录物(Rattus Norvegicus Rae—likeTranscript,RRLT)、IFN—α和血管活性肠肽(Vasoactive Intestinal Peptide,VIP)表达都高于同龄大鼠对照组,但其升高具有不同的表现:RRLT和IFN—α表现为异基因组显著高于同龄对照组和同基因组,而同基因组不明显地高于同龄对照组;VIP表现为异基因组和同基因组都显著高于同龄对照组,而异基因组和同基因组间无明显差别。结论:以F344大鼠作供体,Lewis大鼠作受体,术后短期低剂量环孢素诱导可以在术后90天产生稳定的小肠移植慢性排斥模型,病理观察具有典型的慢性排斥病理改变,对应激蛋白的检测提示HSP60和RRLT、IFN—α伴随着慢性排斥的发生而升高表达,它们可能参与了慢性排斥的免疫学过程并有可能成为慢性排斥的辅助诊断性指标。
第三部分:慢性排斥移植肠IL-15表达的变化及n-3多不饱和脂肪酸的影响
在第一部分和第二部分的实验中观察了n-3多不饱和脂肪酸对大鼠生理状况下小肠IL-15表达的影响并建立了大鼠一期原位小肠移植慢性排斥的动物模型,此部分研究的目的是观察慢性排斥时移植肠IL-15表达的变化及术后长期给予n-3多不饱和脂肋酸对大鼠移植肠病理及IL-15表达的影响。
受体Lewis大鼠术前2周开始给予鱼油至术后90天,分别给予玉米油和PBS作为对照组,观察术后体重变化,术后90天获取标本,测定血浆蛋白和血脂水平,常规病理观察慢性排斥反应强度,免疫组化和荧光定量RT—PCR测定小肠粘膜IL-15的表达。
鱼油组术后体重恢复快于玉米油组和PBS组,术后90天时,相对于玉米油组,血浆总胆固醇水平明显降低,小肠慢性排斥病理评分明显降低,小肠IL-15表达在PBS组和玉米油组明显高于同基因组,n-3多不饱和脂肪酸可以在转录水平抑制这一升高趋势。
移植小肠IL-15表达在慢性排斥时显著升高,提示IL-15参与了慢性排斥的病理过程,n-3多不饱和脂肪酸对IL-15的抑制作用伴随着鱼油对移植肠慢性排斥病理的改善。提示了n-3多不饱和脂肪酸对IL-15的抑制可能参与了鱼油对慢性排斥移植肠的保护作用。
结论:
在移植肠发生慢性排斥时,其IL-15表达的升高参与了慢性排斥病理过程,
长期给予n-3多不饱和脂肪酸可以降低移植肠IL-15的表达并改善慢性排斥的病理,这是n-3多不饱和脂肪酸对慢性排斥移植肠保护作用的可能机制。