实验性变态反应性脑脊髓炎与细胞凋亡

实验性变态反应性脑脊髓炎与细胞凋亡 摘要 实验性变态反应性脑脊髓炎EAE是研究人类多发性硬化MS的 经典动物模型，EAE发 病和愈复过程中细胞凋亡的情况也是目前神经生物学的研究热点。研究者们发现，EAE时CNS 损伤区有自身反应性T淋巴细胞的凋亡，而且这种细胞凋亡促进了EAE的愈复和耐受状态的形 成，这就为EAE乃至人类MS的防治提供了一条新思路。有关EAE其他细胞 凋亡和影响细胞凋亡的因素也有一些研究。本综述对近年来这些方面的研究进展做了较为 全面的回顾。 实验性变态反应性脑脊髓炎是T细 胞介导的中枢神经系统脱髓鞘疾病，是人类脱髓鞘疾病 多发性硬化 的经典动物模型。研究EAE的发病及愈复机制 ，对于MS的预防和治疗都有重要意义。有关EAE发病机制的研究近年来有以下进展介 导EAE发病的淋巴细胞更具体地归类为CD4Vβ T细胞；淋巴细胞产生的细胞 因子如IL-2、IL-4、IL-10、TNF、IFN-γ、TGF-β等，直接参与炎症反应或反应的修 复；NO参与EAE的发病，但不同的研究者用不同的动物和诱导方式以及不同的NOS拮抗剂，得 出不同结果［1，2］，因而NO的作用有待进一步明确；Fas/Fas-L系统促进少 突 胶质细胞的损伤，参与EAE的发病［3-6］；细胞凋亡apoptosis与EAE发病有 关，尤其在EAE的愈复和免疫耐受形成中起重要作用。 细胞凋亡与免疫系统的关系极为密切，淋巴细胞的凋亡涉及到自身免疫性疾病的康复及耐 受机制的形成。对于EAE也不例外。 早在60年代中期，就有人发现EAE病程中有细胞死亡，并认为是少突胶质细胞、单核细胞和 淋巴细胞死亡。随着凋亡概念的出现和检测技术的发展，Pender等从形态学上证实EAE中的 细胞死亡以凋亡的形式出现，并认为其中有少突胶质细胞，而后又发现更多的凋亡细胞是T 淋巴细胞，还有一些为巨噬细胞［7］。这些研究成果激起学者们的浓厚兴趣，促进 了对此问题的深入探讨。 目前，对凋亡淋巴细胞的进一步分类、影响凋亡的因素以及凋亡的意义等，都有了很多新的 发现。 1 EAE中凋亡的细胞 少突胶质细胞 Pender等在证实EAE病程中有细胞凋亡存在的同时发 现凋亡细胞出现 在CNS的灰质和白质中；白质中的凋亡细胞与正常的有髓纤维毗邻，慢性EAE中则与脱髓鞘的 纤维毗邻；灰质中的凋亡细胞与神经元胞体和髓鞘毗邻；在含有髓鞘碎片、毗邻脱髓鞘轴突 的巨噬细胞中有凋亡的细胞体。前人也曾注意到，Cuprizone中毒小鼠CNS中正在死亡 的少突胶质细胞有明显的染色质边集和核分裂，形成几个大的致密团块。于是，根据凋亡细 胞的大小和位置，Pender等推测凋亡的细胞为少突胶质细胞。但是，对于这种细胞的定性， 却没有更具说服力的证据。曾有人提出不同观点，认为EAE时少突胶质细胞不是凋亡，而是 细胞溶解。用TUNEL技术检测EAE的凋亡细胞，也未检测到呈阳性反应的少突胶质细胞，从而 否定了少突胶质细胞的凋亡［8］。 淋巴细胞 Pender等虽然没有为少突胶质细胞的凋亡提供更多的证据 ，但在提出“EAE 的CNS中可能有特异性淋巴细胞的凋亡”后又进行了一系列的研究。1992年他们使用包埋 前免疫标记技术发现，CNS中10CD4细胞和5αβ T淋巴细胞发生凋亡。而凋亡细胞中， 51被OX-34标记，38被R73标记。由此得出结论急性MBP诱导的EAE,脊髓中的凋亡细胞至 少一半以上是T淋巴细胞，并很有可能是自身反应性 的、MBP激活的特异性T淋巴细胞即MBP -特异性T细胞。其他研究者也发现，脑损伤区的凋亡细胞64为T淋巴细胞。1994年他们在 被动转移的EAE模型用流式细胞仪分析细胞表型和DNA，证实了自身反应性T细胞的凋亡 ［9］。该研究发现，Vβ T细胞在凋亡细胞中的比例是其在正常T淋巴细胞群中的 7倍，显示出凋亡细胞中Vβ 细胞的高度聚集，得出“自身反应性Vβ T细胞 以凋亡的方式从靶器官中选择性消除”的结论。在主动诱导的EAE也得到类似的结果［1 0］。1995年他们使用有限稀释法分析发现，被动转移的EAE在发病高峰期脊髓中MBP-特 异性淋巴细胞，即Vβ T细胞达最高比例；到恢复期，其比 例则奇迹般地降至每105个细胞中1个；同时检测的卵白蛋白OVA-特异性T淋巴细胞的比 例 ,在两个时期改变程度较小［11］。这种恢复期Vβ T细胞特异性下调的现象 ，进一步证实了前面的观点［9］。1998年，他们检测了介导凋亡的蛋白，发现Vβ 8 .2细胞中，Fas和Fas-L的细胞分别是Vβ FasVβ Fas-L 细胞的～倍和～倍，说明Vβ 细胞表达Fas 和Fas-L的频率高 ［12］，进一步证实了“自身反应性Vβ T细胞以凋亡的方式从靶器官中选择 性消除”。其他学者用免疫细胞化学双标技术，在被动转移EAE的SJL/J雌性小鼠也证实了CN S中T淋巴细胞的凋亡［8］。 Pender等检测了外周淋巴器官，发现主动诱导的EAE淋巴结中也有凋亡细胞的存在，但数量 较少，主要局限于生发中心，即B细胞区。检测MBP-特异性T淋巴细胞在被动转移EA E的肠系膜淋巴结中的比例同样发现，症状明显时凋亡细胞比例较高，恢复期及恢复后比例 逐渐降低，直至检测不出［11］。MBP-特异性T细胞受体的转基因小鼠胸腺中也有 Vβ T细胞的凋亡［13］。尚未看到关于脾内淋巴细胞凋亡的报道。 巨噬细胞及其他细胞 有研究者发现，一些非淋巴细胞的凋亡细胞， 胞浆丰富，含有 脂滴、空泡和吞噬的髓鞘碎屑，认为是巨噬细胞，并在电镜下得到证实［7］。Bruno Bonetti等采用免疫细胞化学和TUNEL技术，在被动转移EAE急性期的小鼠中观察到环绕血管 周隙的一些小胶质细胞也发生凋亡，但所占比例较低［14］。后来证实，小胶质细 胞比巨噬细胞更易于凋亡［15］。 2 EAE中细胞凋亡的机制和影响因素 研究者们在确定EAE的CNS中有MBP-特异性淋巴细胞的凋亡后提出细胞凋亡的几种可能机 制1效应性T细胞完成功能后内源性程序引发的自我毁灭过程。但这一机制的可能性不大 ，因为细胞毒T细胞杀靶后可以再循环。2对致脑炎性T细胞有特异性定靶作用的 T细胞产 生的细胞毒性。3内源性皮质醇的释放。这一机制被广泛 认可，并通过肾上腺切除后的EAE大鼠，观察到CNS内T细胞凋亡数量减少［16］而得 到进一步的证实。4激活诱导的细胞死亡。后来进一步研究发现，EAE恢复期间和恢复后， 脱髓鞘病变释放的MBP增多，小胶质细胞表达MHC-Ⅱ类抗原也增多，致使新进入CNS的T细胞 被激活，而此时Vβ T细胞凋亡比例也升高［12］，为这一机制提供了证据。 影响细胞凋亡的因素还很多，其中CNS的内部环境就是一个重要因素，因为研究中发现T淋 巴细胞的凋亡仅限于CNS的实质。CNS的局部因素包括传导信号的失衡,细胞毒因子、脑特异性激素和细胞毒T细胞的相互作用。此外，学者们认为脑内的星形 胶质细胞和部分小胶质细胞也能促使T细胞凋亡［14］。至于其机制，可能是由于星 形胶