同种异体骨髓移植小鼠模型中的急性肾移植物抗宿主病

Acute Renal Graft-Versus-Host Disease in a Murine Model of Allogeneic Bone Marrow Transplantation

作者信息Peter M Schmid, Abdellatif Bouazzaoui, Karin Schmid, Christoph Birner, Christian Schach, Lars S Maier, Ernst Holler, Dierk H Endemann
PMID28901194
发布时间2017-08
DOI10.1177/0963689717720295

实验完整度

包含体内模型(两种强度方案)、组织学与免疫组化、TUNEL凋亡检测、RT-PCR表达分析等多层级验证,并对照同基因移植和未处理组。

主要模型

BALB/c小鼠异基因骨髓移植模型 同基因移植对照组 未处理对照组

重点核对

雌性C57BL/6 N (H-2b) → BALB/c (H-2d) 移植 低强度方案:照射8 Gy,骨髓细胞2×10^6,脾细胞1×10^6 高强度方案:照射9 Gy,骨髓细胞2.5×10^6,脾细胞2×10^6 4周后评估肾组织学、细胞浸润和基因表达

摘要

急性肾损伤(AKI)是同种异体骨髓移植(BMT)后常见的并发症,且预后不良。通常认为肾脏不是移植物抗宿主病(GvHD)的直接靶器官,肾功能损害常归因于BMT后早期发生的多种其他因素。本研究旨在在完全主要组织相容性复合体(MHC)不相合的小鼠模型中,通过两种不同强度方案进行预处理和移植,证明肾GvHD的存在。同基因移植和未治疗动物作为对照。移植后4周,同种异体动物发生急性GvHD,高强度方案(HIP)组比低强度方案(LIP)组更明显。作为肾功能经典血清标志物的尿素和肌酐在BMT后4周不能证实肾功能损害。肌酐水平甚至因分解代谢和肌肉量减少而降低,可能是急性GvHD所致。检测移植前和移植后蛋白尿、白蛋白尿和尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAG)水平。白蛋白尿和NAG仅在异基因移植后显著升高,且与HIP和LIP动物的疾病严重程度相关。肾脏组织学检查显示T细胞和巨噬细胞浸润,伴有动脉内膜炎、间质性肾炎、小管炎和肾小球炎。T细胞包括CD4+、CD8+和FoxP3+细胞。异基因动物的肾脏表达分析显示吲哚胺-2,3-双加氧酶(IDO)、多种细胞因子(肿瘤坏死因子α、干扰素γ、白细胞介素1α [IL-1α]、IL-2、IL-6和IL-10)和粘附分子(细胞间粘附分子1和血管细胞粘附分子1)增加,与急性GvHD中其他组织的发现相似。总之,本研究支持肾GvHD的存在,其组织学特征提示细胞介导的肾损伤。白蛋白尿和尿NAG水平可作为肾功能损害的早期标志物。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
肾脏是否是急性移植物抗宿主病的直接靶器官?
核心机制
细胞介导的肾损伤,涉及T细胞(CD4+、CD8+、FoxP3+)和巨噬细胞浸润,伴随细胞因子和粘附分子表达上调。
主要证据
异基因移植小鼠肾脏出现T细胞和巨噬细胞浸润,TUNEL阳性凋亡细胞增加,白蛋白尿和尿NAG升高,肾组织IDO、TNF-α、IFN-γ等表达上调。
研究意义
支持肾GvHD的存在,白蛋白尿和尿NAG可作为早期肾功能损害标志物,需进一步阐明病理机制以开发防治策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

骨髓移植建模与分组

建立不同严重程度的急性GvHD模型

使用雌性C57BL/6 N和BALB/c小鼠,BALB/c接受致死性全身照射,通过尾静脉注射骨髓细胞和脾细胞,分为异基因移植和同基因移植,并按两种强度方案进行。

2

临床GvHD评分与体重监测

评估系统性GvHD严重程度

每周评估体重、姿势、活动度、皮毛和皮肤完整性,计算GvHD评分。

3

肾功能指标检测

评估肾功能损害

检测血清尿素和肌酐,尿蛋白、白蛋白、肌酐和NAG水平,计算白蛋白/肌酐比。

4

肾组织学检查

检查肾组织病理变化

肾脏固定、包埋、HE和PAS染色,观察细胞浸润。

5

免疫组化与TUNEL检测

表征浸润细胞类型和凋亡

使用CD3、CD4、CD8、FoxP3、MAC2抗体进行免疫组化,TUNEL检测凋亡细胞。

6

肾组织基因表达分析

分析炎症相关基因表达

提取肾RNA,逆转录,RT-PCR检测IDO、细胞因子、粘附分子mRNA表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
双辛可宁酸溶液Sigma-AldrichB-9643
硫酸铜溶液Sigma-AldrichC-2284
白蛋白ELISA试剂盒Abcam#ab108792
肌酐过氧化物酶-抗过氧化物酶检测Labor+Technik#LT-CR-0101
NAG ELISA试剂盒My BioSource#MBS703771
尿素紫外检测Labor+Technik#LT-UR-0010
抗CD3抗体Abcam#ab16669
抗CD4抗体Acris#AP20210PU-N
抗CD8抗体Bioss Antibodies Inc.#bs-0648 R
抗FoxP3抗体Abcam#ab54501
抗MAC2抗体Cedarlane#CL8942AP
抗CD3抗体(双染)Abcam#ab5690
抗FoxP3抗体(双染)Abcam#ab54502
抗CD4抗体(双染)eBioscience#14-9766
抗CD8抗体(双染)Bioss Antibodies Inc.#bs-0648 R
TUNEL检测试剂盒Promega#G7130
RNeasy试剂盒Quiagen--
莫洛尼鼠白血病病毒逆转录酶Promega--
随机引物Promega--
脱氧核苷三磷酸混合物Promega--
RNasin核糖核酸酶抑制剂Promega--
ABIPrism 7900 TaqManApplied Biosystems--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
骨髓移植
照射剂量、骨髓细胞数和脾细胞数
阅读提示:Materials and Methods,Table 1
肾功能检测
尿样采集时间点和检测方法
阅读提示:Materials and Methods,Serum and Urine Samples
组织学与免疫组化
抗体稀释度,抗原修复条件
阅读提示:Materials and Methods,Histology and Immunohistochemistry (文中未明确说明具体稀释度和修复条件)
基因表达分析
引物序列,RT-PCR反应条件
阅读提示:Materials and Methods,Messenger RNA Expression in Kidneys,Table 2