骨髓间充质干细胞联合白细胞介素-6单克隆抗体诱导大鼠心脏移植免疫耐受的研究

The study of bone mesenchymal stem cells combined with interleukin-6 monoclonal antibody induce immune tolerance of rat heart transplantation

目的 探讨骨髓间充质干细胞（MSCs）和白细胞介素-6单克隆抗体（IL-6 mAb）对大鼠心脏移植免疫耐受的影响及机制.方法 供体SD大鼠和受体Wistar大鼠各20只随机分成4组：Ⅰ组：SD大鼠到Wistar大鼠同种异位腹腔心脏移植;Ⅱ组：受体术前连续5d和术后连续3d经颈静脉输注生理盐水,每天0.2ml;Ⅲ组：受体术前连续5d和术后连续3d经颈静脉输注MSCs,每天0.2ml（MSCs：1.0×106/0.2ml）;Ⅳ组：受体术前连续5d和术后连续3d经颈静脉输注MSCs和IL-6 mAb[100μg/（kg·d）].检测供心存活时间、供体心脏病理改变,受体调节性T细胞（CD4＋CD25＋Treg）比例,叉状头/翅膀状螺旋转录因子（FoxP3）蛋白表达率,辅助性T细胞17（Th17）比例和外周血中转化生长因子-β1（TGF-β1）、白细胞介素（IL）-10、IL-2、IL-6、IL-17的变化.结果 Ⅳ组平均存活时间[（40.800±8.815）d]较其他组[Ⅰ：（7.600±1.140）d;Ⅱ：（8.600 ±1.817）d;Ⅲ：（21.800 ±1.304）d]明显延长;CD4＋CD25＋Treg细胞比例[Ⅰ：（4.70±0.15）%;Ⅱ：（4.90±0.40）%;Ⅲ：（11.22±0.28）%;Ⅳ：（21.40±0.62）%]、FoxP3蛋白表达率[Ⅰ：（71.21±1.05）%;Ⅱ：（71.07±1.41）%;Ⅲ：（72.69±3.84）%;Ⅳ：（96.24±1.42）%]、IL-10[Ⅰ：（29.03±1.05）pg/ml;Ⅱ：（30.40±1.63）pg/ml;Ⅲ：（88.65±1.84）pg/ml;Ⅳ：（136.14±2.32））pg/ml]、TGF-β1[Ⅰ：（165.52±8.68）pg/ml;Ⅱ：（169.73±3.45）pg/ml;Ⅲ：（339.38±13.40）pg/ml;Ⅳ：（475.79±10.11）pg/ml]检测结果Ⅲ、Ⅳ组高于Ⅰ、Ⅱ组,Ⅳ组高于Ⅲ组;Th17细胞比例[Ⅰ：（7.18±0.48）%;Ⅱ：（6.98±0.61）%;Ⅲ：（4.16±0.23）%;Ⅳ：（1.28±0.19）%]、IL-6[Ⅰ：（70.96±1.20）pg/ml;Ⅱ：（70.06±2.10）pg/ml;Ⅲ：（42.94±2.14）pg/ml;Ⅳ：（16.57±1.05）pg/ml]、IL-2[Ⅰ：（112.94±3.52）pg/ml;Ⅱ：（111.48±2.71）pg/ml;Ⅲ：（66.96±1.04）pg/ml;Ⅳ：（33.31±1.41）pg/ml]、IL-17[Ⅰ：（96.86±1.15）pg/ml;Ⅱ：（92.72±4.91）pg/ml;Ⅲ：（49.49±1.63）pg/ml;Ⅳ：（21.22±0.82）pg/ml]检测结果：Ⅳ组和Ⅲ组明显低于Ⅰ组、Ⅱ组,Ⅳ组低于Ⅲ组.结论 MSCs联合IL-6 mAb可显著提高受体CD4＋CD25＋FoxP3＋Treg细胞的比例、降低Th17细胞比例,下调IL-2、IL-17,上调IL-10、TGF-β1等免疫抑制因子的表达,从而达到显著延长大鼠同种心脏移植物的存活时间.

Objective To search for the effect and mechanism of immune tolerance that bone mesenchymal stem cells （MSCs） and Interleukin-6 monoclonal antibody （IL-6 mAb） affect rat heart transplantation.Methods Donor （SD rats） and receptor （Wistar rats） of 20 were randomly divided into four groups, GroupⅠ： The heart from SD rat was transplanted into the abdomen of Wistar rat.GroupⅡ： receptors of Wistar rats were injected normal saline daily 0.2 ml before surgery for five consecutive days and after heart transplantation for 3 days via jugular vein.Group Ⅲ： receptor was injected mesenchymal stem cells 1×106/0.2 ml before surgery for five consecutive days and after heart transplantation for 3 days via jugular vein.Group Ⅳ： receptor Wistar rat were injected MSCs and IL-6 mAb [100 μg/（kg·d）] before surgery for five consecutive days and after heart transplantation for 3 days via jugular vein.Testing Items： cardiac allograft survival time, donor heart pathological changes, receptor of CD4＋CD25＋regulatory T （Treg）cell change, T helper cell 17 （Th17） ＇ s change, the expression of forkhead box P3 （FoxP3） protein in the Treg cells and serum transforming growth factor-beta1 （TGF-β1）, Interleukin-10 （IL-10）, Interleukin-2 （IL-2）, Interleukin-6 （IL-6）, Interleukin-17 （IL-17） change.Results The average survival time of group Ⅳ [（40.800±8.815） d] was longer than other groups [Ⅰ： （7.600±1.140） d;Ⅱ： （8.600±1.817） d;Ⅲ： （21.800±1.304） d];The peripheral blood CD4＋CD25＋Treg [Ⅰ： （4.70±0.15）%;Ⅱ： （4.90±0.40）%;Ⅲ： （11.22±0.28）%;Ⅳ： （21.40±0.62））%], FoxP3 protein expression rate [Ⅰ： （71.21±1.05）%;Ⅱ： （71.07±1.41）%;Ⅲ： （72.69±3.84）%;Ⅳ： （96.24±1.42）%], TGF-β1 [Ⅰ： （165.52±8.68） pg/ml;Ⅱ： （169.73±3.45） pg/ml;Ⅲ： （339.38±13.40） pg/ml;Ⅳ： （475.79±10.11） pg/ml], IL-10 [Ⅰ： （29.03±1.05） pg/ml;Ⅱ： （30.40±1.63） pg/ml;Ⅲ： （88.65±1.84） pg/ml;Ⅳ： （136.14±2.32） pg/ml] of Group Ⅲ and group Ⅳwere significantly higher than groupⅠand group Ⅱ and Group Ⅳ was higher than group Ⅲ;The peripheral blood th17 cell ratio [Ⅰ： （7.18±0.48）%;Ⅱ： （6.98±0.61）%;Ⅲ： （4.16±0.23）%;Ⅳ： （1.28±0.19）%], IL-2 [Ⅰ： （112.94±3.52） pg/ml;Ⅱ： （111.48±2.71） pg/ml;Ⅲ： （66.96±1.04） pg/ml;Ⅳ： （33.31±1.41） pg/ml], IL-6 [Ⅰ： （70.96±1.20） pg/ml;Ⅱ： （70.06±2.10） pg/ml;Ⅲ： （42.94±2.14） pg/ml;Ⅳ： （16.57±1.05） pg/ml], IL-17 [Ⅰ： （96.86±1.15） pg/ml;Ⅱ： （92.72±4.91） pg/ml;Ⅲ： （49.49±1.63） pg/ml;Ⅳ： （21.22±0.82） pg/ml] of Group Ⅲ and group Ⅳwere significantly lower than groupⅠand group Ⅱ and group IV is lower than group Ⅲ.Conclusion Bone mesenchymal stem cells and IL-6 mAb can significantly increase the receptors＇ proportion of CD4＋CD25＋FoxP3＋Treg cells, reduce the proportion of Th17 cells, lower down IL-2, IL-17, IL-10, increase the expression of of TGF-β1 immune factors.So they can significantly extend the survival time of rats heart of transplantation.