NOD鼠Ⅰ型糖尿病的發(fā)病機(jī)理及免疫治療.pdf

1、Ⅰ型糖尿病是以胰島β細(xì)胞受到自身反應(yīng)性T細(xì)胞破壞為主要特征的一種慢性自身免疫性疾病，它的發(fā)病過(guò)程涉及到多種耐受機(jī)制的缺陷和紊亂。Ⅰ型糖尿病的發(fā)生有一定的遺傳傾向，同時(shí)也會(huì)受到病毒感染等環(huán)境因素的影響。NOD鼠的遺傳學(xué)和免疫學(xué)特征與人類非常相似，目前已經(jīng)發(fā)展為臨床Ⅰ型糖尿病最重要的模型鼠，為人類更加深入地理解Ⅰ型糖尿病的發(fā)病機(jī)理提供了非常有用的工具，NOD鼠自發(fā)Ⅰ型糖尿病，雌性NOD鼠的發(fā)病率為60％到80％，而雄性NOD鼠發(fā)病率為20％

2、到30％，因此雌性NOD鼠被認(rèn)為是Ⅰ型糖尿病的理想模型。組織病理學(xué)的研究表明早在NOD鼠約三、四周齡的時(shí)候，其胰島中就發(fā)現(xiàn)有淋巴細(xì)胞的浸潤(rùn)，大部分鼠在十周齡左右都會(huì)表現(xiàn)出較嚴(yán)重的胰島炎。另外包括胰腺特異的自身反應(yīng)性抗體，自身反應(yīng)性CD4+T細(xì)胞以及遺傳連鎖等病理特征和臨床表現(xiàn)與人類Ⅰ型糖尿病都非常類似，然而，Ⅰ型糖尿病的發(fā)病的發(fā)病機(jī)理目前仍然并不清楚。在過(guò)去的二十多年間，研究者們?yōu)榱诉M(jìn)一步揭示Ⅰ型糖尿病的發(fā)病機(jī)理及保護(hù)機(jī)制，運(yùn)用了各種各

3、樣的研究方法和治療手段，試圖能夠深入地探討Ⅰ型糖尿病的發(fā)病機(jī)理并探索新的治療Ⅰ型糖尿病的藥物，其中有部分藥物已經(jīng)開始進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。
　　 為了闡明自身反應(yīng)性TH17細(xì)胞在Ⅰ型糖尿病發(fā)病過(guò)程中的作用，我們分別比較了NOD鼠與正常對(duì)照鼠BALB/c和C57BL/6鼠脾臟中TH17的比例差異，血清中IL-17的表達(dá)差異以及胰腺中IL-17mRNA水平的表達(dá)差異情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，NOD鼠脾臟中TH17的比例隨著小鼠周齡和疾病的惡化程度

4、而增加，同時(shí)發(fā)現(xiàn)血清中分泌的IL-17也與NOD鼠的發(fā)病情況呈正相關(guān)，此外，我們對(duì)小鼠的胰腺組織局部進(jìn)行定量PCR檢測(cè)結(jié)果也顯示，TH17細(xì)胞亞群與NOD鼠自發(fā)Ⅰ型糖尿病有密切關(guān)系，它在Ⅰ型糖尿病發(fā)病過(guò)程中起到重要的致病作用。
　　 已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)Ⅰ型糖尿病患者及Ⅰ型糖尿病模型NOD鼠的DC細(xì)胞功能存在缺陷，我們的研究也表明NOD鼠的脾臟中DC細(xì)胞的比例和絕對(duì)數(shù)量都比正常的同齡對(duì)照BALB/c和C57BL/6鼠顯著降低，同時(shí)發(fā)現(xiàn)

5、由NOD鼠脾臟淋巴細(xì)胞分選得到的DC細(xì)胞所表達(dá)的各種促炎性因子IL-1β，IL-6和IL-23基因水平顯著上調(diào)。進(jìn)一步通過(guò)定量PCR檢測(cè)胰腺組織局部的各種促炎性因子的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)NOD鼠的胰腺組織表達(dá)促炎性因子IL-1β，IL-6和IL-23mRNA水平與正常的同齡對(duì)照鼠相比顯著增高。為了探討藥物對(duì)于Ⅰ型糖尿病的保護(hù)機(jī)制，我們?cè)O(shè)計(jì)了兩套預(yù)防NOD鼠自發(fā)Ⅰ型糖尿病的治療方案。首先，我們采用CFA單次尾根皮下注射治療NOD鼠，發(fā)現(xiàn)能夠非常

6、有效地預(yù)防NOD鼠自發(fā)Ⅰ型糖尿病，但是由于CFA的注射會(huì)導(dǎo)致注射部位肉芽腫和潰瘍等副作用，因此，不適合用于人類的臨床治療。接下來(lái)我們嘗試了不同濃度梯度的IL-12的治療方案，結(jié)果發(fā)現(xiàn)200ng IL-12治療組能夠很好的預(yù)防NOD鼠自發(fā)Ⅰ型糖尿病，降低胰島炎并提高小鼠的存活率。而且目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)IL-12有抗腫瘤和抗感染的作用，并已經(jīng)發(fā)展到了臨床試驗(yàn)階段，因此我們建立的IL-12治療Ⅰ型糖尿病的保護(hù)模型可能會(huì)對(duì)臨床上治療Ⅰ型糖尿病提供有價(jià)

7、值的參考。
　　 在研究CFA對(duì)于Ⅰ型糖尿病的保護(hù)機(jī)制中，我們發(fā)現(xiàn)，CFA一次性給藥能夠有效緩解胰島炎癥狀并降低Ⅰ型糖尿病的發(fā)病率。進(jìn)一步從細(xì)胞水平分析，發(fā)現(xiàn)CFA治療后顯著地增加了DC細(xì)胞的比例，然而CFA治療后NOD鼠脾臟NK，NKT和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞等細(xì)胞亞群的比例未見明顯變化，但是表達(dá)IFN-γ的CD4+T細(xì)胞亞群卻顯著增加，這提示CFA可能是通過(guò)誘導(dǎo)出適度的保護(hù)性的IFN-γ來(lái)抑制致病性TH17的產(chǎn)生。
　　 IL

8、-12是一種TH1型細(xì)胞因子，同時(shí)也具有潛在的免疫調(diào)節(jié)功能，DC細(xì)胞是IL-12的重要來(lái)源，既然NOD鼠DC的數(shù)量及功能存在缺陷，而且我們也發(fā)現(xiàn)NOD鼠DC分泌IL-12的功能發(fā)生障礙，因此我們?cè)O(shè)計(jì)IL-12治療NOD鼠的Ⅰ型糖尿病的保護(hù)模型。我們通過(guò)每周一次，連續(xù)六周給予NOD鼠不同濃度的IL-12治療后發(fā)現(xiàn)，IL-12能夠顯著降低NOD鼠Ⅰ型糖尿病的發(fā)病率，尤其是200ng治療組，效果更加明顯。胰腺組織病理檢查的結(jié)果表明，IL-12

9、的治療有效地抑制了胰島炎的發(fā)生并且增加了健康胰島的數(shù)量，致病性的TH17細(xì)胞亞群的數(shù)量得到有效控制，血清學(xué)水平觀察到TH17細(xì)胞相關(guān)的促炎性因子IL-1β，IL-6和IL-23的表達(dá)水平也在IL-12治療后得到控制，同時(shí)胰腺組織局部定量PCR檢查發(fā)現(xiàn)各種促炎性因子的基因表達(dá)水平也顯著下調(diào)。進(jìn)一步對(duì)IL-12的保護(hù)機(jī)制進(jìn)行探討時(shí)我們發(fā)現(xiàn)通過(guò)間斷的IL-12治療能夠誘導(dǎo)出系統(tǒng)性的適度的IFN-γ的表達(dá)，我們檢測(cè)了脾臟、血清及胰腺組織局部都發(fā)

10、現(xiàn)了一致的現(xiàn)象。而IFN-γ又是TH17細(xì)胞亞群發(fā)育分化的強(qiáng)烈抑制劑，因此，我們認(rèn)為間斷的IL-12治療誘導(dǎo)出了保護(hù)性的IFN-γ，通過(guò)長(zhǎng)期間斷的IL-12給藥，誘導(dǎo)出適度的具有IFN-γ，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)致病性的TH17免疫抑制的作用，這些結(jié)果也為臨床上治療Ⅰ型糖尿病及其他由TH17介導(dǎo)的自身免疫疾病提供有價(jià)值的參考。
　　 鑒于以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們可以得出如下結(jié)論：TH17細(xì)胞與NOD鼠自發(fā)Ⅰ型糖尿病密切相關(guān)，NOD鼠DC細(xì)胞數(shù)量及