人早孕期蜕膜基质细胞对蜕膜NK细胞分泌IL-22的调节作用
2021-01-23
来源:小奈知识网
徐冰等人早孕期蜕膜基质细胞对蜕膜NK细胞分泌II,22的调节作用 第、1期 doi:10.3969/j.issn.1000—484X.2011.01.OO9 ・生殖免疫学・ 人早孕期蜕膜基质细胞对蜕膜NK细胞分泌IL.22的调节作用 徐冰吴海霞①李大金(复旦大学附属妇产科医院暨研究所生殖免疫研究室,上海200011) 中国图书分类号R392 文献标识码A 文章编号1000-484x(2011)01-0037—04 [摘要] 目的:探讨蜕膜基质细胞(Decidual stromal cells,DSCs)与蜕膜NK细胞(dNK)共培养后IL-22的分泌水平。方法: 收集早孕蜕膜组织,分离蜕膜基质细胞(DSCs)及蜕膜免疫活性细胞(Decidual immunocytes,DICs),磁珠分选蜕膜CD56 曲‘CD3一 NK细胞,再与DSC按不同比例直接接触共培养(dNK:DSC为1:1、1:2、1:3)24小时,收集上清。ELISA检测上清中IL-22的表 达。结果:与对照组相比,DSC能上调dNK分泌IL-22。结论:蜕膜基质细胞可以促进蜕膜NK细胞分泌IL-22。 [关键词]蜕膜NK细胞;IL-22;母一胎界面 Decidual stromal cells modulates the secretion of IL-22 by decidual NK cells XU Bing,WU Hai一 。,LI Da一 凡.Laboratoryfor Reproductive Immunology,Hospital&Institute of Obstetrics and G咖e- cology,Fudan University,Shanghai 200011,China [Abstract] Objective:To investigate the regtdation of deciduM s ̄omM ceⅡs on the secretion of IL-22 by decidual NK ceHs.Methods: Decidual tissue WaS collected from women who had undergone an artiifcial abortion at 7—1 1 weeks of normal gestation.The decidual stromal ceUs mad decidual NK ceHs were isolated and co-cultured.Levels of IL-22 in the supernatants were detected by ELISA.Results:dNK ceHs eaR se— crete more IL-22,and the deeidual stromal ceHs can upregulate the secretion IL-22 by the decidual NK ceHs.Conclusion:IL-22 was secreted by dNK,which is upregulated by decidual stromal cells. [Key words]Decidual NK ceHs;IL-22;Maternal—fetla interface 母一胎界面主要由来自胚胎的滋养细胞,以及来 作用下产生的IL一22在肺和胃肠道的粘膜免疫中起 自母体的蜕膜组成。早孕蜕膜组织中蜕膜基质细胞 着重要的作用 , ,同时也参与了银屑病——一种 (DSCs)约占蜕膜细胞总数的75%,蜕膜免疫活性细 皮肤自身『生免疫疾病的进展l9 。因为IL一22能诱 胞(DICs)占15%,其中70%以上为CD56 g CD16一 导皮肤角蛋白细胞过度增生并由此导致表皮增 NK细胞。已有研究表明这群蜕膜NK细胞的存在 厚l15 J。一群驻扎在粘膜相关组织如扁桃体和小肠 对于正常妊娠的维持起着重要的作用。在母胎局 的潘化结节中的NKp44 NK细胞能分泌IL一22、IL一26 部,大量的淋巴细胞浸润于蜕膜,蜕膜和滋养细胞也 等细胞因子。这些细胞因子可以促进上皮细胞的增 直接紧密接触,三者之间存在紧密的联系和对话,共 殖,刺激其分泌IL一10,表达多种促有丝分裂和抗凋 同参与母一胎免疫调节。 亡分子,起到粘膜保护和减缓炎症反应的作用ll 。 IL-22是2000年发现和定义的Ⅱ型细胞因子, 本文以蜕膜基质细胞和蜕膜NK细胞共培养模 隶属于IL-IO受体家族ll J。人IL.22主要来源于活 型,探讨蜕膜基质细胞能否调控蜕膜NK分泌IL.22。 化的T细胞和NK细胞l_2j,有趣的是,其受体只分布 于多种组织的上皮细胞和成纤维细胞等非免疫细 1材料与方法 胞l3-6j,提示了IL-22作为免疫细胞与机体组织细胞 1.1材料 的桥梁,可能发挥着重要的免疫调节作用。 1.1.1组织来源经复旦大学附属妇产科医院伦 最近的临床及临床前期的研究表明,在IL 23 理委员会批准及患者本人知情同意,人早孕期蜕膜 ①同济大学附属上海市第一妇婴保健院,上海200040 组织及正常绒毛组织取自孕7~11周行人工流产术 作者简介:徐冰(1984年一),女,硕士,主要从事生殖免疫学研究; 的正常妊娠妇女。正常妊娠标准:既往无自然流产 通讯作者及指导教师:李大金(1957年一),男,教授,博士生导师,主要 史与异常生育史;本次妊娠后无阴道流血、无发热及 从事生殖免疫学研究,E-mail:djli@shrrat.edu.an。 其他明显不适;术前检查未发现病原体感染,超声检 中国免疫学杂志2011年第27卷 查见原始心管搏动,未见宫腔积液等。将蜕膜组织 置于DMEM/F12培养液中,取样1小时内至实验室 进行细胞分离。 1.1.2主要试剂 细胞培养试剂:RPMI1640培养 20 CD56 micmbeads,混匀,4℃孵育15分钟;⑨重 复步骤③~⑤;⑩将标记细胞悬液上柱,以MACS buffer 3 ml×3洗柱,留在LS柱内为CD56 CD3一NK 细胞,加入5 ml buffer,压力打出柱内细胞;⑩换新LS 柱重复⑩,打出柱内细胞,分选CD56 NK细胞更纯; 基(Gibco),DMEM/F12培养液(HyClone),胎牛血清 FBS(Gibco),小牛血清(民海),DNase I(Applichem, 3 000 U/mg),Collagenase 1V(Sigma),Ficol1分离液、 淋巴细胞分离液(上海华精生物)。各种培养板及一 ⑩PBS洗涤并取2X 10s/100 l细胞,用于流式分析鉴 定分选得到的CD56 CD3一NK细胞的纯度。 1.2.3蜕膜基质细胞(DSC)与蜕膜NK细胞(dNK) 次性培养皿、瓶(Coming)。RPMI.10:RPMI1640,10% 直接共培养体系的建立及培养上清制备上述方法 FBS。DMEM/F12—10:DMEM/F12,10%FBS。PMA, Ionomycine(购自美国R&D公司)。MACS buffer: PBS液(pH 7.2),0.5%BSA,0.22 pm滤膜抽滤除 菌,4℃保存。MACS:CD56,CD3磁珠分选试剂盒 (Miltenyi)。Human IL-22 ELISA kit(R&D,USA)。 1.2方法 1.2.1人早孕蜕膜基质细胞(DSC)和蜕膜CD56 CD3一NK细胞(dNK)的分离蜕膜基质细胞的培养 参照Montes的方法,并根据本实验室条件适当改 良_17_。将蜕膜组织充分洗涤,剪碎成1 n硼 碎块, 加入0.1%胶原酶于37。c水浴振荡消化1小时,消 化液经38脚筛网过滤,800 r/min离心10分钟,弃 去上清。将细胞团重悬于3 ml D’Hanks液中,小心 铺于不连续Ficoll密度梯度界面(含60%、40%、 20%三种密度),2 500 r/rain离心20分钟。吸取 20%一40%密度层之问的细胞,其为初步分离的蜕 膜基质细胞(DSC);吸取40%~60%密度层间的细 胞,其为初步分离的蜕膜免疫活性细胞(DIC)。将两 组细胞洗涤并重悬于DMEM/F12细胞培养液中,种 植于培养皿,置37℃、5%CO2培养箱中短期培养。 前者孵育30分钟后换液,贴壁细胞即为纯化的 DSC;后者孵育10 15分钟,收集悬浮细胞即为纯化 的DIC。 1.2.2 MACS分离蜕膜CD56 CD3一NK细胞① 300目滤网(Miltenyi)过滤步骤1.2.1中经贴壁初次 纯化的DIC,去除细胞团块,离心,每107细胞加入 80 tA MACS buffer重悬细胞;②每1O7细胞加入20 l CD3 miembeads,混匀,4℃孵育15分钟;③加标记 细胞总体积10~20倍预冷buffer洗涤,800 r/min×10 分钟;④每1 细胞加人500 MACS buffer重悬细 胞;⑤于磁场内架设【s分离柱,3 ml MACS buffer淋洗 分离柱;⑥将标记细胞悬液上柱,下接无菌试管收集 流下液体及洗涤液,以MACS buffer 3 ml×3洗柱,留 在LS柱内为CD3 NK细胞,弃去。⑦细胞阴选收集 液为CD3一离心洗涤,800 r/min X 10分钟;每lo7细胞 加入80 F1 MACS buffer重悬细胞;⑧每107细胞加人 分离得到的DSC按5 X 105 cells/ml/well,1×106 cells/ml/well,1.5×lO6 cells/ml/well密度接种于24 孑L细胞培养板中,37℃,5%C02孵育箱中培养3小 时左右,待细胞充分贴壁后,去除未贴壁细胞并直接 加入新鲜分离的5×lO5 cells/ml/well蜕膜CD56 CD3一NK细胞,使DSC与dNK细胞的密度比分别为 1:1、2:1和3:1,同时加入PMA和Ionomycin,37℃, 5%C02孵育箱中连续培养24小时,期间不换液。 收集培养上清,0.22 tan滤膜抽滤除菌,一80%保存 备用。 1.2.4 ELISA检测蜕膜基质细胞培养上清IL-22水 平将上述得到的共培养上清,按照人IL.22 ELISA 试剂盒的操作步骤检测早孕蜕膜基质细胞与蜕膜 NK细胞共培养的上清中IL一22的浓度。IL-22检测 灵敏度平均为2.7 pg/ml,intm—assay precision< 4.8%。各种处理均检测5例细胞共培养上清,每次 设双复孑L。 1.3统计学分析采用SPSS15.0进行数据统计分 析。应用独立样本 检验(t-test)和单因素方差分 析(one—way ANOVA)进行多组间样本均数的比较和 统计分析,各组问的两两比较的差异采用ISD或 Tamhane’S T2检验进行分析。尸<0.05为差异具有 显著性。 2结果 2.1人早孕期蜕膜NK细胞分泌IL-22将磁珠分选 出来新鲜的蜕膜NK细胞(dNK),调整其浓度分别为 5×lo5个/孑L和1×lo6个/:rE,同时加入细胞活化刺 激分子PMA和Ionomycine,收集24小时的培养上 清。我们发现,活化后的dNK细胞仅能分泌极少量 的IIJ.22,且能随着NK细胞浓度的升高略有上升(图 1)。实验重复3次,结果一致。 2.2人早孕期蜕膜基质细胞促进蜕膜NK细胞分 泌IL.22在与蜕膜基质细胞(DSC)以不同的比例 (1:l、2:1、3:1)共培养之后,蜕膜NK细胞(dNK)分 泌IL一22增加,以DSC与dNK比例为2:1时为著;但 笠 早孕期蜕膜基质细胞对蜕膜NK细胞分泌IL.22的调节作用 第1期 图1蜕膜NK细胞(riNK)能分泌儿.22 Fig.1 dNK secrete 1L-22 Note:Freshly isolated dNK cell secrete small amount of 1I ̄22.dNK.decidual NK cells;eiTor bar.S.e.m. 图2蜕膜基质细胞(DSC)促进蜕膜NK细胞(dNK)分泌 Ⅱ,22 iFg.2 DSC call promote,INK secrete IL-22 Note:When co-culture with DSC at different ratio,dNK can secrete more IL- 22,e specially atthe ratio ofDSC:dNKis 2:1.DSC.Decidual stronml cells:dNK.decidual NK cells.error bar.S.e.il1. 是当DSC与dNK比例为3:1时,IL-22的分泌量反而 有所下降。我们的结果表明在母一胎界面DSC可以促 进dNK分泌更多的IL-22。实验重复3次,结果一致。 3讨论 新近有研究表明IL-22作用靶细胞为消化道, 皮肤还有呼吸系统的器官,调节局部的炎症反应,是 粘膜防御反应的介导者,能增强损伤修复,对于维持 上皮屏障的完整性起到至关重要的作用;IL-22受体 广泛的表达于上述粘膜上皮组织,借此IL-22可以 介导上皮细胞对多种病原体的固有免疫应答;新近 的研究发现在肠道和肺组织中IL一22能发挥抗革兰 氏阴性菌防御作用;也有大量的研究发现IL.22参 与像银屑病,炎症性肠病这样的自身免疫性疾病的 发病【18-20]。因此,不像其他的细胞因子,IL.22有促 炎、抗炎和致自身免疫疾病三重作用。这多重作用 之间在体内是如何平衡,受哪些因素调控,何种作用 在何时占主导作用,仍有待于进一步深入细致的研 究。 我们知道母.胎界面是特化的粘膜,母一胎界面 的免疫亦属于粘膜免疫系统,能呈现出多重粘膜免 疫的特征。IL-22作为IL.10受体家族成员,可以由 激活的Thl7细胞和NK细胞分泌。我们的研究已 经证实,母一胎界面存在着一群功能性的Thl7细胞, 但并没有IL一22的分泌。本文的研究证实,人早孕 期母一胎界面的蜕膜NK细胞能分泌IL-22,是母一胎 界面IL-22的主要来源,尤其是在蜕膜基质细胞的 作用下,其分泌量显著增加。在我们的结果中显示, 随着DSC与dNK比例不同,IL.22的分泌亦有较明 显的变化,我们建立的体外共培养的模型只能是模 拟体内蜕膜局部的微环境。实际上在蜕膜局部, DSC与dNK紧密接触,然而在底蜕膜和包蜕膜的部 分,DIC的分布并不一致,即DSC与dNK在局部的 比例也不尽相同,这就使两种细胞间的相互作用有 所差别。因此在体外建立共培养模型的条件下,不 同比例的共培养细胞的效应亦有不同,DSC:dNK为 2:l的比例可能是细胞生长最适宜的密度。滋养细 胞来源于上皮细胞,能分泌IL-10等细胞因子,参与 Th2型免疫优势的维持。IL.22由于其沟通免疫细 胞和非免疫细胞桥梁的作用,可能直接作用于滋养 细胞,调节滋养细胞的分泌功能、增殖功能等,参与 妊娠的维持。我们推测,来源于上皮组织的人早孕期 滋养细胞很可能是IL-22潜在的靶细胞,通过其表面 的II ̄22受体与IL-22结合,从而发挥生物学作用 早孕期间一个重要的生物学行为是胎盘形成, 而滋养细胞的增殖和侵袭是胎盘形成过程中的关键 事件。细胞增殖是细胞扩增及组织和器官发育的基 础,在胚胎发育过程中起重要作用。早孕期Tros的 增殖能力很强,随着妊娠的进展而下降。母.胎界面 氧压力及滋养细胞与细胞外基质的相互作用等因 素,均可调节Tros的增殖能力。高增殖能力的Tros, 有利于胚胎发育,从而维持妊娠。而RSA、FGR、子 痫前期等妊娠期疾病均伴有Tros的增殖能力下 降 16,21]。 已有的研究证实,IL-22被激活的T细胞或者 NK细胞分泌之后,首先与靶细胞表面其特异性受体 亚基IL一22RA1结合,进而引起IL—lOR2的重排。重 排后的IL.22的二聚体受体引起受体相关的Jannus ・40・ 中国免疫学杂志2011年第27卷 281. kinases Jakl和TyK2的激活,使II.厂22RA1链磷酸化, 与STA33结合,后者被Jannus kinases Jakl磷酸化形 成同源二聚体,进入到细胞核内,诱导特定基因的表 达从而引起靶细胞的增殖活性 J。近年来也有报 8 ZhengY,Valdez PA,DanilenkoDM el a1.Interleukin-22mediates early host defense against attaching and effacing bacterial pathogens[J].Nat Med,20o8;14:282—289. 9 Zheng Y,Danilenko D M,Valdez P et a1.Interleukin-22,a T(H)17 ey— tokine,mediates IL-23-induced dermal inflnmmtaion and acanthesis l J』. Nature,2O07;445:648—651. 道表明IL-22可以通过MAPK途径促进小鼠肝瘤细 胞系的增殖[22J。由此,我们提出另一假设,母 胎界 面的滋养细胞作为IL-22潜在的靶细胞,是否也能 通过JAK/STAT或者MAPK途径增殖。 IL-22的另一特性即在不同的组织器官能发挥 10 Nickoloff B J.Cracking the cytokine code in psoriasis[J].Nat Med, 2Oo7:13:242.244. 11 Zaba L C,Cardinale I.Gilleaudeau P el a/.Amelioration of epidermal hyperplasia byTNFinhibitionis associatd wieh rteduced Th17 responses 不同的功能,如抗炎,促炎或促自身免疫病的形成。 这就提示我们,在母.胎界面局部微环境和细胞因子 的条件可能决定了IL一22发挥作用的方式,不同的 微环境决定了IL-22攻击的靶对靶作用的强度,从 而参与决定妊娠的结局。 综上,根据已有的研究和我们的实验结果,我们 可以推测蜕膜NK细胞分泌的IL.22在母一胎界面可 能与滋养细胞相互作用,发挥独特的生物学功能,并 与母.胎界面我们已经熟知的分子之间构成相互联 系的网络,共同参与正常妊娠的维持。 4参考文献 1 Dumoutier L,Loual1ed J,Renatdd J C.CIoning and characterization of IL- 10.related T cel1.defived inducible factor(IL.TIF),a hovel cytokine structurally related to IL-10 and inducible by IL・9[JJ.J ImmunoI,2Ooo; 164:1814.1819. 2 W0lkK,Kunz S,AsadullahK el a1.Cutting edge:immune ccHs as sources and targets of n1e IL广1O family members?[J].J Immunol,2002;168: 5397—54o2. 3 Kotenko S V,Izotova L S,Miorchnitchenko O V el a/.Identification of the functional interleukin-22(IL-22)receptor complex:the II厂1OR2 chain (IL-lORbeta)is a common chain of both the IL-10 and IL-22(IL-10.re. 1ated T cell—derived inducible factor,IL-ⅡF)receptor complexes[Jj.J Bjo】ChelTl。2oo1:276:2725-2273. 4Ⅺe M H,Aggarwal S,}l0 w H et a1.Interleukin(IL)一22,a novel human cytokine that signals through the interferon receptor-relatde proteins CRF2-4 and IL-22R[Jj.J Biol Chem,2000;275:31335-31339. 5 lkeuchi H,Kuroiwa T,Hiramatsu N el a1.Expression of interleukin-22 in rheumatoid arthritis:potential role as a proinflammatory cytokine[J J. 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[收稿2010—12.10] (编辑倪鹏)