劉倩倩,黃煜*,顏莉莉,張鵬,張清宇,杜美蓉
(1.青島大學(xué)附屬青島婦女兒童醫(yī)院,青島 266000;2.復(fù)旦大學(xué)婦產(chǎn)科研究所,上海 200000)
人早孕期母-胎界面主要發(fā)生三個生理事件:子宮內(nèi)膜蛻膜化、滋養(yǎng)細(xì)胞發(fā)育與胎盤形成、母-胎之間的復(fù)雜對話。母胎界面形成中,子宮蛻膜聚攏了大量的免疫細(xì)胞,參與母胎免疫耐受的形成,其中蛻膜NK細(xì)胞(dNK)含量最多,約占50%~70%,蛻膜T細(xì)胞(dT)約占10%~15%,蛻膜單核巨噬細(xì)胞(dMΦ)約占10%~15%,幾乎不含有B細(xì)胞[1-2]。與dNK細(xì)胞不同的是,dMΦ在整個妊娠過程中數(shù)量并不會發(fā)生明顯的變化[3]。在不同微環(huán)境的誘導(dǎo)下單核-巨噬細(xì)胞可形成不同的表型,發(fā)揮不同的功能。根據(jù)表型和功能不同,單核巨噬細(xì)胞主要分為兩型即經(jīng)典M1型巨噬細(xì)胞,主要表達(dá)共刺激分子CD80和CD86,可分泌TNF-a、IL-8等大量的促炎性細(xì)胞因子,影響母胎界面滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲,不利于胎盤的植入和妊娠的維持[4-5]。在正常母胎界面偏向于分化為非經(jīng)典的M2型巨噬細(xì)胞,主要表達(dá)表面分子CD206,可釋放大量的抗炎細(xì)胞因子如IL-10,抑制母體的免疫反應(yīng),參與免疫耐受,有利于妊娠的維持[6-8]。
我們課題組前期研究發(fā)現(xiàn)人早孕滋養(yǎng)細(xì)胞可以分泌高水平CXCL16,通過與其唯一受體CXCR6相互作用選擇性的招募外周單核細(xì)胞聚集到蛻膜局部并且保持穩(wěn)定,從而促進(jìn)自身的生長和侵襲;然而這些被募集而來的CXCR6+巨噬細(xì)胞在蛻膜局部的表型與功能如何,目前仍不明確[9]。因此在前期工作的基礎(chǔ)上,我們采用流式細(xì)胞術(shù)對正常早孕組和自然流產(chǎn)組婦女CXCR6+/-dMΦ的表型進(jìn)行分析,揭示其在母胎免疫耐受中可能的作用機(jī)制。
1.實驗標(biāo)本: 于上海復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院門診手術(shù)室選擇正常早孕期(6~10周)行人工流產(chǎn)的患者40例及早孕期無明確原因自然流產(chǎn)患者20例。
正常早孕組的收集標(biāo)準(zhǔn):20~35歲計劃外妊娠;術(shù)前無感染、發(fā)熱等其他基礎(chǔ)疾病。不明原因發(fā)生自然流產(chǎn)患者的收集標(biāo)準(zhǔn):20~35歲,排除染色體異常、生殖道畸形、發(fā)熱等其他疾病。
本研究經(jīng)過倫理委員會批準(zhǔn),取得患者知情同意后,收集蛻膜組織于DMEM/F12培養(yǎng)液中,1 h內(nèi)帶回實驗室進(jìn)行細(xì)胞分離。
2.實驗試劑:DMEM/F12培養(yǎng)液、PBS、RPMI 1640培養(yǎng)液(Gibco,美國);Percoll分離液,Collagenase Ⅳ(Sigma,美國);DNase I(Applichem,德國);流式抗體(Biolend,美國):APC anti-human CXCR6、FITC anti-human CD14、BV421 anti-human CD45、PE anti-human CXCR6、PE/CY7 anti-human CD80、CD206。
1.分離蛻膜免疫細(xì)胞群(DIC):將收集到的蛻膜組織置于100 mm的培養(yǎng)皿中,PBS充分洗滌,去除血塊,將組織充分剪碎(約1 mm×1 mm×1 mm),吸入50 ml離心管中,加入0.1 % DNase I及0.1% Collagenase Ⅳ,放入37℃搖床震蕩消化30~40 min。將消化后的組織依次經(jīng)過100目、300目、400目的濾網(wǎng)過濾,收集濾液,1 500 rpm離心8 min,去上清液,將細(xì)胞重懸于2 ml RPMI 1640細(xì)胞培養(yǎng)液中,然后平鋪于20%、40%、60% 3個梯度的Percoll分離液上,2 500 rpm離心20 min。40%~60%密度區(qū)域的細(xì)胞即為分離的蛻膜免疫細(xì)胞群,將細(xì)胞洗滌并重懸于DMEM/F12培養(yǎng)液中備用。
2.流式細(xì)胞術(shù)(FCM)檢測dMΦ表面分子的表達(dá):將分離的蛻膜免疫細(xì)胞用PBS充分洗滌后,根據(jù)樣本的細(xì)胞數(shù)和抗體推薦用量加入CXCR6、CD45、CD14及表面分子CD80、CD206流式抗體,4℃避光孵育30 min,充分洗滌后加入適量PBS重懸,采用Beckman流式儀(型號CyAn ADP)檢測,F(xiàn)lowjo 7.6.1對結(jié)果進(jìn)行處理分析。
采用CD45、CD14標(biāo)記dMΦ,首先對蛻膜免疫細(xì)胞群“開窗”于CD45+細(xì)胞群(圖1A),分析其CD14的標(biāo)記情況(圖1B)。流式結(jié)果分析顯示,不明原因自然流產(chǎn)組CD14+dMΦ在DIC中所占比例為(9.9±1.63)%,正常早孕期組CD14+dMΦ在DIC中所占比例為(8.9±0.88)%,兩組差異并無顯著性(P>0.05)(圖1C)。
A: CD45標(biāo)記dMΦ的流式細(xì)胞分析散點(diǎn)圖;B: CD14標(biāo)記dMΦ的流式細(xì)胞分析散點(diǎn)圖;C:兩組dMΦ在DIC中占比統(tǒng)計圖圖1 正常早孕組和不明原因自然流產(chǎn)組婦女蛻膜單核-巨噬細(xì)胞在蛻膜免疫細(xì)胞群中的占比
圖2是流式細(xì)胞分析散點(diǎn)圖。其中雙陽細(xì)胞為CD14+CXCR6+的dMΦ,在正常早孕組及不明原因自然流產(chǎn)組中均有表達(dá)。正常早孕期組中,CD14+CXCR6+在dMΦ的表達(dá)率為(40.0±1.90)%;不明原因自然流產(chǎn)組中,CD14+CXCR6+在dMΦ的表達(dá)率為(31.22±2.38)%,兩組比較差異顯著(P<0.05)。
結(jié)果顯示:正常早孕組和不明原因自然流產(chǎn)組中,M2型巨噬細(xì)胞表面分子CD206在CD14+CXCR6+dMΦ中表達(dá)率較CD14+CXCR6-dMΦ均顯著增高(P<0.05),且CD206在正常早孕組CD14+CXCR6+dMΦ和CD14+CXCR6-dMΦ中的表達(dá)均顯著高于不明原因自然流產(chǎn)組(P<0.05);正常早孕組中,M1型巨噬細(xì)胞表面分子CD80在CD14+CXCR6+dMΦ中表達(dá)率顯著高于CD14+CXCR6-dMΦ(P<0.01),而自然流產(chǎn)組中,CD80在CD14+CXCR6+dMΦ和CXCR6-dMΦ的表達(dá)率并無顯著性差異(P>0.05)。正常早孕組和不明原因自然流產(chǎn)組相比,CD80在兩組CD14+CXCR6+dMΦ的表達(dá)無顯著性差異(P>0.05),在正常早孕組CD14+CXCR6-dMΦ中的表達(dá)顯著低于不明原因自然流產(chǎn)組(P<0.01)(圖3)。
A: 兩組CXCR6+在dMΦ中均有表達(dá)流式細(xì)胞分析散點(diǎn)圖;B:CD14+CXCR6+在dMΦ的表達(dá)率統(tǒng)計結(jié)果圖;兩組比較,*P<0.05圖2 流式三色熒光標(biāo)記分析正常早孕組和不明原因自然流產(chǎn)組CD14+CXCR6+在dMΦ的表達(dá)情況
A:正常早孕組和不明原因自然流產(chǎn)組中CD206 在CD14+CXCR6+dMΦ表達(dá)率;B:正常早孕組中CD80在CD14+CXCR6+dMΦ表達(dá)率;兩組比較,*P<0.05,**P<0.01圖3 正常早孕期與不明原因自然流產(chǎn)組CD14+CXCR6+/-dMΦ的表型比較
正常妊娠的過程中,母胎界面的細(xì)胞免疫即Th1型免疫反應(yīng)下調(diào),體液免疫即Th2免疫反應(yīng)占優(yōu)勢,形成了特殊的免疫耐受環(huán)境,對于成功妊娠具有重要作用[10]。單核細(xì)胞可從外周遷移到蛻膜局部,分化為巨噬細(xì)胞在蛻膜局部大量聚集,通過與滋養(yǎng)細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞相互作用,釋放大量的IL-10、IL-8、PGE2等細(xì)胞因子參與母胎免疫耐受的建立,調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜蛻膜化、胚胎的植入和胎盤發(fā)育的全過程[11]。本實驗發(fā)現(xiàn),對比正常早孕組和不明原因自然流產(chǎn)組,dMΦ的數(shù)量并沒有明顯的變化,可能由于單核-巨噬細(xì)胞免疫功能發(fā)生改變,呈現(xiàn)高度易激活狀態(tài),使母體對胎兒產(chǎn)生強(qiáng)烈的排斥反應(yīng),最終導(dǎo)致流產(chǎn)的發(fā)生。
近年來,人們發(fā)現(xiàn)多種趨化因子及其受體是調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答的重要分子,對 Th1/Th2 型細(xì)胞因子的分化、極化及Th1/Th2 型細(xì)胞因子的免疫平衡的調(diào)節(jié)具有重要作用[12]。CXCR6是目前已知趨化因子CXCL16的唯一受體,在本實驗中,相對于正常早孕期組,不明原因自然流產(chǎn)組蛻膜組織中CXCR6+dMΦ在蛻膜的局部的聚集明顯減少,提示CXCR6+dMΦ可能在維持早孕期的母胎界面正常妊娠中發(fā)揮重要作用。
普遍認(rèn)為,蛻膜免疫細(xì)胞可通過獨(dú)特的表型和分泌大量的細(xì)胞因子參與滋養(yǎng)細(xì)胞的增殖、侵襲、和分化,從而在母胎界面形成了獨(dú)特的免疫耐受微環(huán)境[13]。在外周血單核細(xì)胞中,80%分化為具有較強(qiáng)抗原提呈功能的經(jīng)典M1型單核-巨噬細(xì)胞,而在正常早孕期母胎界面蛻膜免疫細(xì)胞中單核-巨噬細(xì)胞在可溶性HLA-G5及細(xì)胞因子IL-4、IL-13、IL-10和M-CSF的誘導(dǎo)下更趨向于分化為具有免疫抑制作用的非經(jīng)典M2型巨噬細(xì)胞[3]。有研究發(fā)現(xiàn),在某些腫瘤微缺氧環(huán)境中,CXCR6的表達(dá)水平與組織局部M2型單核細(xì)胞的表達(dá)呈正相關(guān),CXCL16/CXCR6可介導(dǎo)單核-巨噬細(xì)胞在腫瘤組織中的活性,并且使其更趨向于分化為具有免疫抑制作用的M2型巨噬細(xì)胞,參與腫瘤的血管生成和轉(zhuǎn)移[14]。在正常早孕期母胎界面也存在著類似于腫瘤的缺氧微環(huán)境,影響著滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲和子宮螺旋動脈的生成[15]。我們通過實驗發(fā)現(xiàn) M2型巨噬細(xì)胞表面標(biāo)志分子CD206在正常早孕期和不明原因自然流產(chǎn)婦女CXCR6+dMΦ中的表達(dá)都要顯著高于CXCR6-dMΦ,這提示在早孕期母胎界面CXCR6可介導(dǎo)單核-巨噬細(xì)胞趨向于分化為M2型巨噬細(xì)胞。同時實驗還發(fā)現(xiàn)M1型巨噬細(xì)胞表面分子CD80在正常早孕期婦女CXCR6+dMΦ中的表達(dá)高于CXCR6-dMΦ,而在不明原因自然流產(chǎn)婦女CXCR6+/-dMΦ的表達(dá)水平無明顯差異,提示CXCR6與母胎界面促炎性M1型巨噬細(xì)胞在不明原因自然流產(chǎn)中的高度聚集相關(guān)。
由此可見,CXCR6不僅參與募集和吸引母體外周血免疫細(xì)胞到達(dá)并停留于妊娠子宮,還可能對局部的免疫細(xì)胞產(chǎn)生誘導(dǎo)效應(yīng),維持M1/M2型巨噬細(xì)胞達(dá)到一定比例的動態(tài)平衡。我們實驗還發(fā)現(xiàn),在不明原因自然流產(chǎn)婦女CXCR6+dMΦ中,M2型巨噬細(xì)胞比例降低,M1型巨噬細(xì)胞在CXCR6-dMΦ中的比例升高,更驗證了CXCR6可能參與了早孕期M2型巨噬細(xì)胞在蛻膜組織中的形成和分化及蛻膜局部TH2型免疫偏倚的形成,當(dāng)不明原因自然流產(chǎn)反復(fù)發(fā)生時,CXCR6的表型和功能特性也會發(fā)生改變,從而改變母胎界面的免疫微環(huán)境,打破免疫耐受的平衡狀態(tài)。
總之,在不明原因自然流產(chǎn)中,蛻膜單核-巨噬細(xì)胞數(shù)量比例并未發(fā)生明顯變化,CXCR6可能通過介導(dǎo)單核-巨噬細(xì)胞的分化,影響母胎界面免疫耐受,此發(fā)現(xiàn)為預(yù)防和治療復(fù)發(fā)性流產(chǎn)提供了新的思路,但其相關(guān)功能特性,影響機(jī)制和通路還需進(jìn)一步的實驗研究。
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