神经免疫调节与神经损伤相关信号研究

论文摘要

神经免疫调节网络学说的基础是神经免疫调节网络的解剖学构筑和网络传导信号。而神经免疫调节网络的传入通路及其功能相关的传入信号研究则是网络解剖学构筑研究领域中争论最多的环节,对进一步阐明神经系统和免疫系统相互作用、相互影响的具体传导信号机制具有重要意义。网络传入通路和信号研究领域争论的焦点是“血行传导通路学说”和“神经传导通路学说”。前者认为免疫应答启动后,免疫活性细胞释放细胞因子在完成免疫系统内调节的同时,经体液传递跨血脑屏障启动神经免疫调节脑区的功能活动；后者则认为免疫活性细胞释放的细胞因子直接作用于外周的神经感受器,经神经上传至中枢功能相关脑区。我们课题组前期已获得的实验证据支持免疫系统的功能相关活性信号是通过神经传导通路上传,启动相关脑区神经元表达神经免疫调节信号参与对外周免疫反应的调控。本论文建立在上述研究工作的基础上,通过1)不同注射途径免疫Balb/c鼠和裸鼠,建立不同免疫状态模型,应用免疫组化技术观察Balb/c鼠和裸鼠的神经免疫调节功能相关脑区LH、AA表达的功能信号IL-1水平的差异,探讨外周免疫系统的功能相关活性信号的细胞来源；2)闭塞大鼠大脑中动脉制备脑组织局部缺血再灌注损伤模型和大鼠尾根部注射抗原建立经典免疫调节模型,应用表面加强激光解析电离-飞行时间-质谱技术（SELDI-TOF-MS）分析外周血中的蛋白质组学差异,试图筛选外周损伤相关信号和外周免疫调节相关信号,从而为研究神经免疫调节传入通路研究提供实验依据。病原微生物进入机体后,皮肤或黏膜局部的固有免疫活性细胞（DC）识别、吞噬和处理病原体后移行至淋巴结,将抗原信息以抗原肽-MHC复合物的显示提呈给Th细胞,进而启动初始特异性免疫应答。裸鼠是T细胞功能缺陷,DC细胞功能正常的特殊状态鼠。如果免疫系统上传的神经免疫调节功能活化信号仅来自DC,则中枢神经免疫调节脑区的功能活动不受影响；如果仅来自Th细胞,则中枢神经免疫调节脑区的功能活动消失；如果由DC和Th共同提呈,则中枢神经免疫调节脑区的功能活动受到部分影响。免疫应答过程可以分为免疫调节和免疫损伤二个不同的作用模式。免疫损伤是应答的效应机制,在不同疾病中的免疫活性细胞和分子的损伤过程是相似的；但免疫调节是十分复杂的,精细的免疫调节则贯穿应答的始终。脑缺血再灌注损伤模型的病理过程仅涉及损伤-损伤修复过程,与免疫应答和免疫调节无关；免疫动物模型包括了免疫损伤和免疫调节各环节,分析二者血清蛋白表达谱的差异试图阐明血清中的免疫调节相关信号,尤其是免疫调节相关的早期信号。我们实验结果证明：1.本论文工作以人IgG为抗原,建立了Balb/c鼠和裸鼠不同注射途径诱导不同免疫状态的动物模型,应用免疫组织化学技术观察了神经免疫调节相关脑区LH、AA功能活化信号IL-1β表达水平,结果显示：Balb/c鼠和裸鼠免疫各组LH、AA脑区IL-1表达均明显高于正常对照组；免疫2、4、6天较正常对照组的增高均具有统计学意义,表现为免疫2天表达量增高,免疫4天达到高峰,免疫6天开始下降,免疫8天表达量降至接近生理水平。这些实验结果支持了神经免疫调节网络功能相关传入信号可诱发中枢免疫调节相关脑区神经元分泌释放功能相关的调节信号,而调节信号的表达呈现特定时间窗属性（时效性）,即神经免疫调节脑区功能相关神经元的调节信号在2天表达量增高,免疫4天达到高峰,免疫6天开始下降,免疫8天表达量降至生理表达水平。2.免疫组化技术分析外周免疫启动后的Balb/c鼠和裸鼠脑区LH及AA表达IL-1β的差异显示,免疫裸鼠组LH、AA脑区在同一个时间点表达IL-1水平均低于免疫Balb/c鼠组相应脑区IL-1的表达量,但同一时间点免疫Balb/c鼠和裸鼠脑区LH和AA的IL-1表达量组间无统计学差异。通过两种不同实验模型观察中枢神经免疫调节脑区功能相关信号IL-1的差异表达发现,免疫Balb/c鼠相关脑区LH、AA表达功能信号高于免疫裸鼠相关脑区表达量,因此,缺乏T淋巴细胞条件下,外周淋巴组织局部的抗原提呈细胞仅释放部分外周免疫功能活化信息并可能通过神经上传通路传递至中枢神经系统启动神经免疫调节脑区活化；而局部淋巴结副皮质区的T淋巴细胞可能与携带抗原信息的抗原提呈细胞相互作用共同释放完整的外周免疫功能活化信号进而通过神经上传通路传递至中枢神经系统启动神经免疫调节脑区活化。3.本论文工作建立大鼠大脑中动脉闭塞缺血再灌注模型和尾根部注射人IgG抗原免疫大鼠模型,采用蛋白质组学质谱研究方法SELDI-TOF-MS技术分析损伤大鼠在12hr、24hr、48hr、72hr、96hr、144hr六个时间点的血清蛋白表达谱变化以及免疫大鼠在12hr、24hr和48hr三个时间点的血清蛋白表达谱的变化,实验结果显示：与正常对照组比较,损伤大鼠血清在6个不同时间点共存在425个差异峰（质核比范围1000-50000M/Z）,其中12hr、24hr、48hr、72hr、96hr和144hr各个时间点分别为64、94、82、68、68和49个。免疫大鼠血清在三个时间点共存在204个差异峰（质核比范围1000-50000M/Z）,其中12hr、24hr、48hr各个时间点分别为57、98和49个。上述实验结果表明：免疫组和损伤组动物的血清蛋白质组学存在显著性差异,24hr时间点为损伤组和免疫组血清中功能活动相关的差异信号出现的峰值时间。4.采用蛋白质组学质谱方法SELDI-TOF-MS技术对损伤大鼠和免疫大鼠24hr时间点血清蛋白表达谱分析,结果发现共有55个具有统计学意义的差异峰,其中22个为反向差异峰,15个为同步增高差异峰,18个为同步降低差异峰。22反向差异峰中包括15个免疫组表达下降而损伤24hr组表达增高峰,5个为损伤组表达降低而免疫24hr组表达增高峰,2个为损伤组无变化而免疫组表达增高或降低。上述实验结果表明,免疫组和损伤组表达的损伤信号与免疫应答信号符合功能调节网络信号的一般规律,即简单信号参与多种生理功能活动的调节,复杂生理功能的调节信号传递是通过简单信号的复杂组合实现的。进一步明确免疫大鼠与损伤大鼠外周血清表达存在差异,筛选出损伤相关信号和免疫调节相关信号（和/或信号组合）,是课题组下一步的工作。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 英文缩略词表
• 前言
• 第一部分 神经免疫调节网络上传信号的细胞来源
• 前言
• 一、实验材料
• 二、实验方法
• 三、实验结果
• 四、讨论
• 五、结论
• 参考文献
• 第二部分 应用蛋白质组学SELDI-TOF-MS技术分析血清表达的免疫调节与组织损伤功能相关信号
• 前言
• 一、实验材料
• 二、实验方法
• 三、实验结果
• 四、讨论
• 五、结论
• 参考文献
• 综述
• 参考文献
• 个人简历
• 致谢