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性別、年齡、血脂和位置影響腸系膜淋巴細(xì)胞的組成和表型*

2021-10-20 08:03:50吳紫欣羅青青梁文龍魏建昌李冠煒李旺林
中國(guó)病理生理雜志 2021年9期
關(guān)鍵詞:腸系膜亞群結(jié)腸

吳紫欣, 王 菲, 羅青青, 楊 平, 梁文龍, 魏建昌,李冠煒, 魏 芳, 曹 杰, 李旺林

(華南理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院,廣東廣州 510006)

隨著人們對(duì)腸系膜解剖學(xué)及功能的認(rèn)識(shí),腸系膜逐漸被定義為一個(gè)新的、獨(dú)立的器官[1]。腸系膜是一種雙層皺褶腹膜,附著于腸道及腹腔內(nèi)壁,從十二指腸延伸到直腸呈扇形展開(kāi),連續(xù)地連接著整個(gè)腸道,懸吊、固定大小腸于腹腔內(nèi)以保證腸道的相對(duì)位置[1]。腸系膜由表面的間皮細(xì)胞、結(jié)締組織間隔及大量脂肪細(xì)胞群組成,脂肪組織通過(guò)表達(dá)被稱(chēng)為脂肪因子的激素和介質(zhì)參與調(diào)節(jié)代謝、炎癥和免疫功能[2-3]。腸系膜內(nèi)除了有血管、淋巴管和神經(jīng)纖維走行,也有較多淋巴結(jié),與腸道建立了大量血液及淋巴液的交通,是收集腸道信息的最佳位置[1],參與介導(dǎo)局部及全身反應(yīng)。除淋巴管和淋巴結(jié)外,腸系膜脂肪細(xì)胞間也散在分布著免疫細(xì)胞,正常狀態(tài)下,腸系膜中有大量抑炎免疫細(xì)胞,包括M2型巨噬細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T(regulatory T,Treg)細(xì)胞[4]。然而,腸系膜免疫微環(huán)境內(nèi)淋巴細(xì)胞的組成和表型尚無(wú)文獻(xiàn)報(bào)道。

腸系膜作為腸道血液及淋巴液的輸送途徑,可參與多種腸道疾病,包括結(jié)直腸癌(colorectal cancer,CRC)和炎性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)等。許多腹腔內(nèi)腫瘤,如卵巢癌[5]、子宮內(nèi)膜癌[6]、胃癌[7]和胰腺癌[8]等都有轉(zhuǎn)移到腹膜的傾向,并且出現(xiàn)腹膜轉(zhuǎn)移的患者疾病進(jìn)展快,預(yù)后非常差。此外,多個(gè)研究顯示脂肪組織尤其內(nèi)臟肥胖顯著促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[9-10]。同樣值得注意的是,腸系膜的臨床意義也不僅僅局限于腹部疾病[11-12]。腸系膜是內(nèi)臟脂肪的最大貢獻(xiàn)者[13],它在肥胖、糖尿病和代謝綜合征等的病理生理過(guò)程中也發(fā)揮關(guān)鍵的作用[14-15]。因此,深入探究腸系膜免疫微環(huán)境具有重要的科學(xué)及臨床意義。

在本研究中,我們探討了腸系膜的免疫微環(huán)境,尤其是淋巴細(xì)胞的組成和表型及其影響因素,描繪了腸系膜淋巴細(xì)胞圖譜。我們觀(guān)察到腸系膜存在與外周血不同的特定免疫微環(huán)境,其內(nèi)的免疫細(xì)胞主要由淋巴譜系組成,能在一定程度上發(fā)揮重要的免疫調(diào)節(jié)和細(xì)胞毒性等功能,同時(shí)性別、年齡、血脂和腸系膜位置影響腸系膜淋巴細(xì)胞的組成和表型,為探討腸系膜在多種疾病中的作用提供了參考資料。

材 料 和 方 法

1 新鮮腸系膜組織及外周血樣本

本研究收集了2018~2020 年間在廣州市第一人民醫(yī)院結(jié)直腸肛門(mén)外科接受手術(shù)的26 例CRC 患者的距腫瘤組織>10 cm 的正常腸系膜新鮮組織(normal mesentery,NM)和其中13 例CRC 患者的術(shù)前外周血樣本以及所納入患者的臨床資料。所有患者均無(wú)乙肝病毒、梅毒和HIV 感染,無(wú)IBD 病史。廣州市第一人民醫(yī)院倫理審查委員會(huì)已通過(guò)本實(shí)驗(yàn)方案,所有患者均簽署知情同意書(shū)。

2 方法

2.1 腸系膜組織及外周血樣本單細(xì)胞懸液的制備仔細(xì)分離并去除NM中的淋巴結(jié)與血塊,將剩余組織用PBS進(jìn)行多次清洗,剪碎后轉(zhuǎn)入15 mL離心管并加入10 mL組織消化液(含1 g/L Ⅱ型膠原酶和1%BSA的DMEM/F-12培養(yǎng)液)在37 ℃條件下200 r/min 搖床震蕩30 min。消化結(jié)束后使用200 目尼龍網(wǎng)過(guò)濾未消化組織,收集濾液到新的離心管中,離心收集細(xì)胞沉淀。隨后加入2 mL 紅細(xì)胞裂解液重懸細(xì)胞,4 ℃孵育10 min后加滿(mǎn)PBS,離心收集細(xì)胞沉淀并進(jìn)行活細(xì)胞計(jì)數(shù)。2 mL外周血離心去除血清后與生理鹽水1∶1 混合稀釋?zhuān)陔x心管下層加入3 mL 人淋巴細(xì)胞分離液,外周血稀釋液沿傾斜的管壁慢慢加到人淋巴細(xì)胞分離液上層,室溫800×g離心20 min。仔細(xì)收集中間白膜層,即外周血單個(gè)核細(xì)胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)于新離心管中,PBS洗滌后離心收集細(xì)胞沉淀并進(jìn)行活細(xì)胞計(jì)數(shù)。

2.2 流式細(xì)胞術(shù) NM 和PBMCs 的單細(xì)胞懸液首先與野生型小鼠血清孵育進(jìn)行封閉,并在4 ℃條件下與流式抗體(信息見(jiàn)表1)混合液孵育20 min。孵育結(jié)束后加滿(mǎn)PBS 洗滌去除未與抗原結(jié)合的流式抗體,離心收集細(xì)胞沉淀,隨后將細(xì)胞重懸至300 μL并使用200 目尼龍網(wǎng)濾到流式管中,加入6 μL DAPI 染色液后,使用流式細(xì)胞分析儀檢測(cè)熒光表達(dá)。

表1 流式細(xì)胞術(shù)的抗體信息Table 1. Antibody information for flow cytometry

2.3 t 分布隨機(jī)近鄰嵌入(t-distributed stochastic neighbor embedding,t-SNE)算法分析多參數(shù)流式細(xì)胞術(shù)數(shù)據(jù) 在FlowJo 軟件中分別從PBMCs 和NM 的CD45+單個(gè)核細(xì)胞(mononuclear cells,MNCs)進(jìn)門(mén)后,導(dǎo)出包含各個(gè)通道熒光信號(hào)值的表達(dá)矩陣。分別從PBMCs 和NM 的矩陣中隨機(jī)選擇10 000 個(gè)CD45+MNCs,在R3.5.3軟件中將它們合并成一個(gè)矩陣。使用Seurat 包(版本3.1.5)NormalizeData 函數(shù)中的“CLR”算法對(duì)表達(dá)矩陣的每個(gè)通道的熒光表達(dá)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。使用Seurat 包的RunTSNE 函數(shù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的表達(dá)矩陣進(jìn)行t-SNE 降維分析,并通過(guò)FindNeighbors 與FindClusters 函數(shù)進(jìn)行細(xì)胞的聚類(lèi)和分群,隨后基于每個(gè)通道的表達(dá)分布情況對(duì)不同的細(xì)胞亞群進(jìn)行鑒定。用同樣的方法分別從PBMCs和NM的T細(xì)胞或B細(xì)胞進(jìn)門(mén)后,分別隨機(jī)選擇5 500個(gè)T細(xì)胞或2 000個(gè)B細(xì)胞進(jìn)行t-SNE降維分析。

2.4 免疫組織化學(xué)(immunohistochemistry,IHC)染色和多重?zé)晒釯HC(multiplex IHC,mIHC)染色 (1)IHC染色即厚度為6 μm的腸系膜組織石蠟切片經(jīng)過(guò)環(huán)保透明劑脫臘、梯度乙醇水化、高溫抗原修復(fù)、3%過(guò)氧化氫-甲醇消除內(nèi)源性過(guò)氧化物酶活性、10%山羊血清封閉孵育后,每張切片滴加Ⅰ抗(CD4、CD8和CD19)后在濕盒中室溫孵育2 h 或4 ℃孵育過(guò)夜,TBST 洗滌后滴加Ⅱ抗,TBST 洗滌后使用DAB 顯色液顯色。隨后經(jīng)蘇木素復(fù)染、大量自來(lái)水返藍(lán)、梯度乙醇脫水、環(huán)保透明劑透明和中性樹(shù)膠封片,最后使用Aperio CS2 數(shù)字病理掃描系統(tǒng)掃描。(2)mIHC 染色則是TBST 洗滌Ⅱ抗后使用酪胺信號(hào)放大(tyramide signal amplification,TSA)熒光染料標(biāo)記,TBST洗滌后切片重新抗原修復(fù)、封閉后進(jìn)行下一輪染色,使用不同的酪胺-熒光團(tuán)偶聯(lián)物進(jìn)行染色,直至染色完成。本研究mIHC 的Ⅰ抗配色方案為CD69 配620熒光染料、CD4 配690 熒光染料、Foxp3 配570 熒光染料和CD8 配520 熒光染料。最后滴加DAPI 染色液染細(xì)胞核,在濕盒中室溫孵育5 min,超純水漂洗后中性樹(shù)膠封片,使用Vectra Polaris 全自動(dòng)定量病理成像系統(tǒng)掃描。

3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

利用FlowJo 10 軟件和t-SNE 算法分析多參數(shù)流式細(xì)胞術(shù)數(shù)據(jù);利用AperioImageScope 12.4.0 軟件和Phenochart 1.0.12 軟件進(jìn)行IHC 圖像分析;利用GraphPad Prism 8.0.1 軟 件、SPSS 25.0 軟 件 和R 3.5.3軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示。組間差異分析采用非參數(shù)Mann-WhitneyU檢驗(yàn);相關(guān)性分析采用Pearson 相關(guān)分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1 患者臨床資料和正常腸系膜組織的位置

本研究共納入26例2018年10月~2020年9月在廣州市第一人民醫(yī)院結(jié)直腸肛門(mén)外科接受手術(shù)的CRC 患者,其中14 例為男性(53.80%),12 例為女性(46.20%);平均年齡為61.92歲,其中55歲以下的有5 例(19.20%),55 歲及以上的有21 例(80.80%);身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)及血液指標(biāo)如白細(xì)胞總數(shù)、中性粒細(xì)胞絕對(duì)值、淋巴細(xì)胞絕對(duì)值、白蛋白、甘油三酯(triglyceride,TG)、總膽固醇(total cholesterol,TC)、高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)和低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)如表2 所示。收集的NM 位于左半結(jié)腸的有15 例(57.70%),位于右半結(jié)腸的有11例(42.30%),見(jiàn)表2。

表2 患者的臨床資料及正常腸系膜組織的位置Table 2. Clinical data of patients and the location of the normal mesentery(NM)

2 腸系膜免疫細(xì)胞以T細(xì)胞為主

首先對(duì)腸系膜進(jìn)行IHC 染色和mIHC 染色,結(jié)果顯示腸系膜脂肪細(xì)胞之間散在分布了CD4+T 細(xì)胞、CD8+T 細(xì)胞、B 細(xì)胞(CD19+)、CD4+CD69+T 細(xì)胞、CD8+CD69+T 細(xì)胞和Treg 細(xì)胞(CD4+Foxp3+),見(jiàn)圖1。接著我們根據(jù)細(xì)胞表面分子包括CD3、CD56、CD161、TCRVα7.2 和CD19 的表達(dá)對(duì)PBMCs 和NM的CD45+MNCs 進(jìn)行t-SNE 降維分析并界定出6 個(gè)免疫細(xì)胞群,包括B 細(xì)胞(CD19+)、黏膜相關(guān)恒定T(MAIT)細(xì)胞(CD3+TCRVα7.2+CD161+)、NK 細(xì)胞(CD3-CD56+)、T細(xì)胞(CD3+CD56-)、CD3+CD56+細(xì)胞和其他細(xì)胞(單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞等),見(jiàn)圖2A 及 圖3A、B。從PBMCs 和NM 中的CD45+MNCs 的t-SNE 降維圖可以看出二者的B 細(xì)胞、T 細(xì)胞、NK 細(xì)胞和CD3+CD56+細(xì)胞的組成和分布存在差異,見(jiàn)圖3A。同時(shí),根據(jù)圖2A所示CD45+MNCs的畫(huà)門(mén)策略對(duì)流式數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,結(jié)果顯示NM 中B 細(xì)胞、MAIT 細(xì)胞、CD3+CD56+細(xì)胞、NK 細(xì)胞、T 細(xì)胞和其他細(xì)胞(包括單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞等)分別約占CD45+MNCs 的9.96%、2.42%、4.79%、5.12%、58.65%和18.01%,即NM 中的免疫細(xì)胞以T細(xì)胞為主,見(jiàn)圖3C。與PBMCs 相比,NM 中的NK 細(xì)胞的比例顯著降低(P<0.01),而T 細(xì)胞的比例顯著升高(P<0.01),見(jiàn)圖3C。

Figure 1. Scattered distribution of T cells and B cells in the mesentery. A:scattered distribution of CD4+ T cells(red arrows)in the mesentery;B:scattered distribution of CD8+ T cells(red arrows)in the mesentery;C:scattered distribution of B cells(CD19+;red arrows)in the mesentery;D:mIHC showed the expression of CD4(red),CD8(green),F(xiàn)oxp3(white)and CD69(yellow)in the mesentery[DAPI(blue)indicated the nuclei],and CD4+T cells,CD4+CD69+T cells,CD8+cells,CD8+CD69+T cells and Treg cells(CD4+Foxp3+)were scattered in the mesentery.圖1 腸系膜內(nèi)散在分布著T細(xì)胞和B細(xì)胞亞群

Figure 2. Gating strategy of CD45+MNC subsets,T-cell subsets and B-cell subsets. A:gating strategy of CD45+MNC subsets and Tcell subsets;B:gating strategy of B-cell subsets.圖2 CD45+MNCs、T細(xì)胞和B細(xì)胞亞群的畫(huà)門(mén)策略

Figure 3. Immune cells in the mesentery were mainly T cells. A:t-SNE plot of CD45+ MNCs in the PBMCs and NM with main subsets indicated;B:feature plot of CD45+ MNC markers;C:percentages of CD45+ MNC subsets in the PBMCs(n=13)and NM(n=26). Mean±SD.**P<0.01 vs PBMCs.圖3 腸系膜免疫細(xì)胞以T細(xì)胞為主

3 腸系膜中浸潤(rùn)高比例的記憶T 細(xì)胞和組織駐留記憶T(tissue-resident memory T,TRM)細(xì)胞

根 據(jù) CD4、CD8、CD25、CD127、CD45RA、CD45RO、CD69 和CD103 等特定T 細(xì)胞表面分子對(duì)PBMCs和NM 的T細(xì)胞作進(jìn)一步降維及細(xì)分亞群,鑒定出包括記憶CD4+T 細(xì)胞(CD4+CD45RO+)、幼稚CD4+T 細(xì)胞(CD4+CD45RA+)、記憶CD8+T 細(xì)胞(CD8+CD45RO+)、幼稚CD8+T細(xì)胞(CD8+CD45RA+)、雙陰性(DN)細(xì)胞(CD4-CD8-)、Treg 細(xì)胞(CD4+CD25+CD127-)、CD4+TRM 細(xì) 胞(CD4+CD45RO+CD69+)和CD8+TRM 細(xì)胞(CD8+CD45RO+CD69+)等不同的T 細(xì)胞亞群,見(jiàn)圖4A、B。結(jié)果顯示CD69 在PBMCs 中的T 細(xì)胞幾乎不表達(dá),而在NM 的T 細(xì)胞中有著顯著表達(dá),即NM 存在大量CD4+TRM 細(xì)胞和CD8+TRM 細(xì)胞,見(jiàn)圖4A。此外,根據(jù)圖2A 所示T 細(xì)胞亞群的畫(huà)門(mén)策略對(duì)流式數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明NM 中的CD4+T 細(xì)胞與CD8+T 細(xì)胞的比值約為2.26;Treg細(xì)胞、記憶CD4+T細(xì)胞、記憶CD8+T細(xì)胞、CD4+TRM 細(xì)胞和CD8+TRM 細(xì)胞分別約占CD4+T 細(xì)胞 或CD8+T 細(xì) 胞 的10.71%、80.26%、61.90%、58.27%和51.36%,見(jiàn)圖4C~F。與PBMCs 相比,NM的記憶CD4+T 細(xì)胞(P<0.01)、記憶CD8+T 細(xì)胞(P<0.01)、CD4+TRM 細(xì)胞(P<0.01)和CD8+TRM 細(xì)胞(P<0.01)的比例顯著升高,見(jiàn)圖4E、F。

Figure 4. Higher percentages of memory T cells and tissue-resident memory T(TRM)cells were infiltrated in the mesentery. A:t-SNE plot of T cells in the PBMCs and NM with main subsets indicated;B:feature plot of T-cell markers;C:CD4/CD8 ratio in the PBMCs(n=11)and NM(n=23);D:percentage of Treg cells in the PBMCs(n=8)and NM(n=15);E:percentages of memory CD4+ T cells and memory CD8+ T cells in the PBMCs(n=13)and NM(n=22);F:percentages of CD4+TRM cells and CD8+TRM cellsin the PBMCs(n=12)and NM(n=18). Mean±SD.**P<0.01 vs PBMCs.圖4 腸系膜中浸潤(rùn)高比例的記憶T細(xì)胞和組織駐留記憶T細(xì)胞

4 腸系膜中漿母細(xì)胞和記憶B細(xì)胞浸潤(rùn)增加

根據(jù)CD38、IgD、IgM、IgA 和IgG 等特定B 細(xì)胞表面分子對(duì)B 細(xì)胞進(jìn)行降維分析,將B 細(xì)胞分成5 個(gè)亞群,包括漿母細(xì)胞(CD38+IgD-)、IgM+和IgM-未轉(zhuǎn)化的B 細(xì)胞(CD38-IgD+)及IgA+和IgG+記憶B 細(xì)胞(CD38-IgD-),見(jiàn)圖5A、B。降維圖顯示PBMCs和NM之間表達(dá)IgA 或IgG 的記憶B 細(xì)胞的組成和分布存在差異,見(jiàn)圖5A。根據(jù)圖2B 的B 細(xì)胞亞群畫(huà)門(mén)策略對(duì)流式數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,結(jié)果顯示NM 中漿母細(xì)胞、記憶B 細(xì)胞、未轉(zhuǎn)化B 細(xì)胞、IgA+記憶B 細(xì)胞、IgG+記憶B 細(xì)胞和IgM+未轉(zhuǎn)化B 細(xì)胞分別約占B 細(xì)胞的24.93%、31.99%、35.60%、12.83%、13.72% 和32.31%,見(jiàn)圖5C、D。與PBMCs 相比,NM 的漿母細(xì)胞(P<0.05)、記憶B 細(xì)胞(P<0.01)和IgA+記憶B 細(xì)胞(P<0.05)的比例顯著升高,而IgM+未轉(zhuǎn)化B 細(xì)胞比例顯著降低(P<0.01),見(jiàn)圖5C、D。

Figure 5. Higher percentages of plasmablasts and memory B cells were infiltrated in the mesentery. A:t-SNE plot of B cells in the PBMCs and NM with main subsets indicated;B:feature plot of B-cell markers;C:percentages of plasmablasts,memory B cells and unswitched B cells in the PBMCs(n=5)and NM(n=14);D:percentages of IgA+ memory B cells,IgG+ memory B cells and IgM+unswitched B cells in the PBMCs(n=5)and NM(n=13). Mean±SD.*P<0.05,**P<0.01 vs PBMCs.圖5 腸系膜中漿母細(xì)胞和記憶B細(xì)胞浸潤(rùn)增加

5 性別、年齡、血脂和腸系膜位置影響腸系膜T 細(xì)胞和B細(xì)胞亞群的組成

相比于男性,女性腸系膜B 細(xì)胞的比例更高(P<0.01),而記憶CD8+T 細(xì)胞的比例更低(P<0.05),見(jiàn)圖6A、B。年齡也會(huì)影響腸系膜T細(xì)胞和B細(xì)胞的組成,其中55 歲及以上患者腸系膜中有更高比例的CD8+TRM 細(xì)胞(P<0.05)和CD8+CD103-TRM 細(xì)胞(P<0.01),見(jiàn)圖6C;同時(shí)年齡與腸系膜CD8+TRM 細(xì)胞、CD8+CD103-TRM 細(xì)胞和漿母細(xì)胞比例呈正相關(guān),與腸系膜未轉(zhuǎn)化B 細(xì)胞比例呈負(fù)相關(guān)(P<0.05),見(jiàn)圖6D~H。此外,血脂也會(huì)影響腸系膜T 細(xì)胞和B細(xì)胞的組成,血TC 和LDL-C 的含量均與腸系膜記憶CD8+T 細(xì)胞(P<0.05)、CD4+TRM 細(xì)胞(P<0.01)、CD4+CD103-TRM 細(xì)胞(P<0.01)、CD8+TRM 細(xì)胞(P<0.05)和CD8+CD103-TRM 細(xì)胞(P<0.05)比例呈正相關(guān),見(jiàn)圖7A~J;血HDL-C含量與腸系膜IgA+記憶B 細(xì)胞比例呈正相關(guān)(P<0.05),見(jiàn)圖7K?;颊叩难猅G 含量、血白蛋白含量和BMI 與腸系膜淋巴細(xì)胞亞群均無(wú)顯著相關(guān)性(P>0.05)。以脾曲為界劃分右半結(jié)腸和左半結(jié)腸,結(jié)果顯示左半結(jié)腸腸系膜與右半結(jié)腸腸系膜的T細(xì)胞和B細(xì)胞亞群組成存在差異,右半結(jié)腸腸系膜的CD4+T 細(xì)胞與CD8+T 細(xì)胞比值(P<0.01)和CD8+CD103+TRM 細(xì)胞(P<0.05)比例更高,見(jiàn)圖6I~K。

Figure 6. Sex,age and location of the mesentery affect the composition of mesenteric T-cell and B-cell subsets. A:percentage of mesenteric B cells in males(n=12)and females(n=9);B:percentage of mesenteric memory CD8+ T cells in males(n=11)and females(n=11);C:percentages of mesenteric CD8+ TRM cells and CD8+ CD103- TRM cells in the patients <50 years old(n=4)and ≥50 years old(n=14);D,E and F:correlations between age and the percentages of mesenteric CD8+TRM cells,CD8+ CD103- TRM cells and Treg cells(n=18);G and H:correlations between age and the percentages of plasmablasts and unswitched B cells(n=14);I:CD4/CD8 ratio in the left hemicolon(n=11)and right hemicolon(n=7);J:percentage of mesenteric CD8+ CD103+ TRM cells in the left hemicolon(n=10)and right hemicolon(n=5);K:percentage of mesenteric plasmablasts in the left hemicolon(n=6)and right hemicolon(n=6). Mean±SD.*P<0.05,**P<0.01 vs male;#P<0.05,##P<0.01 vs <50 years old;△P<0.05,△△P<0.01 vs left hemicolon.圖6 性別、年齡和腸系膜位置影響腸系膜T細(xì)胞和B細(xì)胞亞群的組成

Figure 7. Blood lipids affected the composition of mesenteric T-cell and B-cell subsets. A to E:correlations between blood TG levels and the percentages of mesenteric memory CD8+ T cells,CD4+ TRM cells,CD4+ CD103- TRM cells,CD8+ TRM cells and CD8+CD103-TRM cells;F to J:correlations between blood LDL-C levels and the percentages of mesenteric memory CD8+T cells,CD4+TRM cells,CD4+CD103-TRM cells,CD8+TRM cells and CD8+CD103-TRM cells;K:correlation between blood HDL-C and the percentage of IgA+memory B cells. n=10 to 14.圖7 血脂影響腸系膜T細(xì)胞和B細(xì)胞亞群的組成

討 論

腸系膜近年來(lái)被認(rèn)為是一個(gè)獨(dú)立的器官,其組織學(xué)特征是表面的間皮細(xì)胞、結(jié)締組織間隔及大量脂肪細(xì)胞群[1]。腸系膜作為腸道血液及淋巴液的輸送途徑,在多種腹部及非腹部疾病的病理生理過(guò)程中具有重要作用,如CRC可以侵襲到鄰近的腸系膜,發(fā)生腸系膜轉(zhuǎn)移的CRC 患者往往累積生存率較差[16-17],而且研究表明腸系膜是一個(gè)潛在的腫瘤殘留部位,可導(dǎo)致CRC 的術(shù)后復(fù)發(fā)[18-20]。此外,許多腹腔內(nèi)腫瘤,如卵巢癌[5]、子宮內(nèi)膜癌[6]、胃癌[7]和胰腺癌[8]等傾向轉(zhuǎn)移腹膜,發(fā)生腹膜轉(zhuǎn)移的患者疾病進(jìn)展快、預(yù)后差。腸系膜是內(nèi)臟脂肪的最大貢獻(xiàn)者[13],多個(gè)研究也顯示脂肪組織尤其內(nèi)臟肥胖顯著促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[9-10]。然而,腸系膜的免疫微環(huán)境尚不清楚。在本研究中,我們首次證實(shí)了腸系膜中存在與外周血不同的特定免疫微環(huán)境,其內(nèi)的免疫細(xì)胞主要由淋巴譜系組成,以T 細(xì)胞為主。與PBMCs 相比,腸系膜中顯著浸潤(rùn)更高比例的記憶T 細(xì)胞、TRM 細(xì)胞、漿母細(xì)胞和記憶B 細(xì)胞。此外,性別、年齡、血脂和腸系膜位置可影響腸系膜T細(xì)胞和B細(xì)胞亞群的組成。總的來(lái)說(shuō),本研究揭示了腸系膜中淋巴細(xì)胞亞群的組成與表型及其影響因素,為探討腸系膜在多種疾病中的作用提供了參考資料。

根據(jù)行使免疫功能的不同,淋巴細(xì)胞亞群可分為效應(yīng)細(xì)胞、調(diào)節(jié)細(xì)胞和記憶細(xì)胞。目前研究最多的調(diào)節(jié)細(xì)胞是Treg 細(xì)胞,它具有免疫應(yīng)答低下和免疫抑制兩大特征,可通過(guò)細(xì)胞接觸或分泌抑制性細(xì)胞因子作用于抗原提呈細(xì)胞或效應(yīng)T 細(xì)胞,發(fā)揮免疫負(fù)向調(diào)節(jié)的作用[21]。記憶T 細(xì)胞由記憶CD4+T 細(xì)胞和記憶CD8+T 細(xì)胞組成,各自又可分成效應(yīng)性記憶T(effector memory T,TEM)細(xì)胞、中樞性記憶T(central memory T,TCM)細(xì)胞和TRM 細(xì)胞。其中TEM 細(xì)胞承擔(dān)保護(hù)性記憶形式速發(fā)型效應(yīng)功能;TCM 細(xì)胞負(fù)責(zé)反應(yīng)性記憶,在抗原再次刺激時(shí)重新分化為效應(yīng)細(xì)胞,如CD4+輔助性T(T helper,Th)細(xì)胞、CD8+細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞(cytotoxic T-lymphocytes,CTLs)等[22]。其中CD4+Th 細(xì)胞主要通過(guò)分泌多種細(xì)胞因子在腫瘤免疫、自身免疫等發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[23];而CD8+CTLs 是免疫應(yīng)答的主要效應(yīng)細(xì)胞,可以特異性結(jié)合靶細(xì)胞并釋放顆粒酶和穿孔素使其裂解和分泌TNF-α、IFN-γ 和IL-2 等協(xié)同殺傷靶細(xì)胞,在腫瘤免疫和抗病毒免疫中發(fā)揮重要作用[24-25]。CD69 的表達(dá)意味著T 細(xì)胞的早期活化及其在組織中的駐留[26-27],TRM 細(xì)胞表現(xiàn)為上調(diào)CD69 的表達(dá)從而維持在組織中的駐留及其細(xì)胞毒性特征[28-30]。TRM 細(xì)胞在成年人中數(shù)量居所有記憶T 細(xì)胞之首,定居于與外周非淋巴組織,是在應(yīng)答第一線(xiàn)發(fā)揮作用的記憶細(xì)胞[28-30]。CD8+CD69+T 細(xì)胞已經(jīng)被證明具有更高的細(xì)胞毒性[31]。此外,B細(xì)胞是體液免疫中最主要的免疫細(xì)胞,同時(shí)B 細(xì)胞還可以誘導(dǎo)性表達(dá)參與提呈抗原的MHC II 類(lèi)分子和共刺激分子,具有攝取、加工和提呈抗原,協(xié)助啟動(dòng)T 細(xì)胞應(yīng)答的功能。B 細(xì)胞同時(shí)還能分泌細(xì)胞因子調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答[32]。根據(jù)CD38 和IgD 的表達(dá),B 細(xì)胞可以分為漿母細(xì)胞(CD38+IgD-)、未轉(zhuǎn)化的B 細(xì)胞(CD38-IgD+)和記憶B 細(xì)胞(CD38-IgD-)[33]。B 細(xì)胞接受抗原刺激之后可分化為體積較大的漿母細(xì)胞,而后進(jìn)一步分化為漿細(xì)胞,漿細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中有大量糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),能合成和分泌特異性抗體,介導(dǎo)體液免疫。而記憶B細(xì)胞在再次遇到抗原刺激時(shí),記憶B細(xì)胞可再次分化為漿細(xì)胞,產(chǎn)生記憶性應(yīng)答。此外,在抗原的刺激下,B 細(xì)胞可以發(fā)生類(lèi)別轉(zhuǎn)換重組,從初始表達(dá)膜結(jié)合IgM 和IgD到表達(dá)膜結(jié)合的IgG、IgA或IgE[34]。我們的研究結(jié)果顯示腸系膜免疫細(xì)胞主要由淋巴譜系組成,以T 細(xì)胞為主,與外周血相比,腸系膜中顯著浸潤(rùn)更高比例的T 細(xì)胞(P<0.01)、記憶T 細(xì)胞(P<0.01)、TRM 細(xì)胞(P<0.01)、漿母細(xì)胞(P<0.05)和記憶B 細(xì)胞(P<0.01),即腸系膜除了作為腸道的支撐結(jié)構(gòu),其內(nèi)也浸潤(rùn)多種淋巴細(xì)胞亞群,表明腸系膜一定程度上在抗感染免疫、自身免疫和腫瘤免疫中能發(fā)揮重要的免疫調(diào)節(jié)和細(xì)胞毒性等免疫功能。

此外,我們的數(shù)據(jù)表明性別、年齡、血脂和腸系膜位置影響腸系膜T細(xì)胞和B細(xì)胞亞群的組成,其中女性腸系膜B 細(xì)胞的比例更高(P<0.01),記憶CD8+T 細(xì)胞的比例更低(P<0.05),不同性別的免疫差異可能是性染色體、基因、激素和環(huán)境等共同影響的結(jié)果[35-37]。我們還觀(guān)察到年齡越大的患者的腸系膜CD8+TRM 細(xì)胞和CD8+CD103-TRM 細(xì)胞的比例更高(P<0.05),這可能是由于機(jī)體衰老伴隨著免疫功能降低,機(jī)體長(zhǎng)期暴露在抗原(包括腫瘤抗原、病原體或自身抗原)下,導(dǎo)致初始細(xì)胞向記憶細(xì)胞分化[38]。已有文獻(xiàn)報(bào)道,多種脂質(zhì)參與調(diào)節(jié)許多生理活動(dòng),如能量?jī)?chǔ)存、細(xì)胞凋亡和信號(hào)傳導(dǎo)等,膽固醇和LDL-C 等脂質(zhì)在調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞增殖、分化、激活及分泌細(xì)胞因子能力中發(fā)揮重要作用[39-40]。我們的研究結(jié)果顯示,血TC 和LDL-C 含量均與腸系膜記憶CD8+T 細(xì)胞(P<0.05)、CD4+TRM 細(xì)胞(P<0.01)、CD4+CD103-TRM 細(xì)胞(P<0.01)、CD8+TRM 細(xì)胞(P<0.05)和CD8+CD103-TRM 細(xì)胞(P<0.05)比例呈正相關(guān),HDL-C含量與腸系膜IgA+記憶B細(xì)胞比例呈正相關(guān)(P<0.05),表明TC 和LDL-C 等血脂的增加可能促進(jìn)腸系膜T 細(xì)胞向記憶T 細(xì)胞和TRM 細(xì)胞分化。此外,臨床上常以脾曲為界將結(jié)腸劃分為右半結(jié)腸和左半結(jié)腸;它們的胚胎起源也不同,右半結(jié)腸起源于胚胎的中原腸,而左半結(jié)腸則是起源于后原腸[41];左右半結(jié)腸疾病如結(jié)腸癌等在臨床表現(xiàn)、病理分型、免疫環(huán)境、分子生物學(xué)特征及預(yù)后等方面均存在差異[42]。我們的研究結(jié)果顯示,左半結(jié)腸腸系膜與右半結(jié)腸腸系膜的T 細(xì)胞和B 細(xì)胞亞群組成也同樣存在差異,即右半結(jié)腸腸系膜CD4+T 細(xì)胞與CD8+T 細(xì)胞的比值(P<0.01)和CD8+CD103+TRM 細(xì)胞的比例(P<0.05)更高,表明不同位置的腸系膜在疾病中的作用可能存在差異。

綜上所述,我們揭示了腸系膜中存在與外周血不同的特定免疫微環(huán)境,并描繪了腸系膜的淋巴細(xì)胞圖譜,這些細(xì)胞在一定程度上能發(fā)揮重要的免疫調(diào)節(jié)和細(xì)胞毒性等免疫功能,同時(shí)性別、年齡、血脂和腸系膜位置影響腸系膜淋巴細(xì)胞的組成和表型。

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