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【中图分类号】R392.4【文献标识码】A【文章编号】0529-1356(2000)增-109
EXPRESSION OF INTERCELLULAR ADHESION MOLECULE-1 IN THE CARDIAC ALLOGRAFTS AND THE EFFECT OF CYCLOSPORIN A
ZHANG Xin-hua,TONG Pei-yan,ZHONG C ui-ping
(Department of Histology and Embryology ,Shanghai Medical University , Shanghai200032,China;)
GU Xiao,YANG Shang-qi
(Center of Kidney Transplantation,the First People's Ho spital of Shanghai,Shanghai200080,China)
【Abstract】Objective To study the expression of interce llular adhes ion molecule-1(ICAM-1)in the rat cardiac heterotopic allografts and the effect o f cyclosporin A on prevention of allograft rejection.Methods Heart transplantate d animals were divided into three groups:Group I(control),Group II(CsA 7.5mg/kg B W ,daily)and Group III(CsA 15mg/kg B W,daily).Acute cardiac rejection grade w as valued by the standrd of ISHLT(1990).Immunohistochemistry was performed to a nalyze the expression of ICAM-1 in heart grafts and donor aorta segments.Results After heart transplantation,it was found that from day 1 to 3,there was sligtly inflammatory infiltratiation,the rejection was graded 1A of 1B,But from day 11 t o 12,there were disseminated inflammation and cardiac necrosis with serous hyper emia,exutation,edema,acute vasculitis and myocarditis.The rejection grade was 3 B or 4,and could be reduced 1to 2.5 grades by administration of CsA.It was also fo und that both in heart graft and donor aorta segments the expression of ICAM-1 o n the endothelium cells,infiltrated lymphocytes was clearly increased.It was ti m e-dependent and could be down-regulated by administration of CsA.On Day 1 and Da y 3 the suppressing function of CsA on expressing of ICAM-1 showed singificant d osage-dependent.But from Day 7 to Day 11,it appeared dosage-independent. Conclusion Treatment with CsA is an effective method to down-regulate ICAM-1 expressio n and could reduce the lymphocyte migration and filtration.These results may expl a in,in part,the mechanism of CsA reducing acute rejection in a rat cardiac transp lantation model.
【Key words】Intercellular adhesion molecular-1;Cyclosp orine A;Heart transplantation;Immunohistochemistry
同种异体器官移植排异反应受多种因素影响，其中淋巴细胞的迁移和浸润是最重要的一环。它不仅是移植物抗宿主反应(graft versus host disease,GVHD)的基础，也是供者抗原呈递细胞(APC)形成微嵌合最终诱导移植耐受的关键。而在这一过程中，粘附分子起到相当重要的介导和启动作用。其中以细胞间粘附分子-1(ICAM-1)的作用为主。已有报道某些抑制剂可以下调粘附分子的表达［1，2］，而这可能正是免疫抑制剂治疗器官移植急性排斥的作用机制之一。
我们在大鼠心脏移植模型中，观察了移植对粘附分子ICAM-1表达的诱导作用，以及免疫抑制剂CsA剂量及用药时程对该作用的影响。
材料和方法
1.动物
成年雄性SD大鼠和Wistar大鼠，体重约200g/只。
2.大鼠同种异体心脏移植模型
取供者SD大鼠心脏，结扎上腔静脉和肺静脉。打开受者Wistar大鼠腹腔，结扎腰动脉以及下腔静脉的分支。分别将供者主动脉与受者腹主动脉、供者肺动脉与受者下腔静脉做端侧吻合［11］。
大鼠心脏移植后，分为I组(对照组)、II组(CsA 7.5mg/kg BW)和III组(CsA 15mg/kg B W)。每组样本7例(n=7)。心脏移植后分别于1、3、7和11d取移植心脏以及供者主动脉，脱水包埋或液氮冻存。
3.H E染色及排异分析
石蜡切片，常规HE染色，根据国际心肺移植组织(ISHLT)1990年心脏急性排异反应分级标准进行排异反应分析。
4.免疫组织化学染色
石蜡或冰冻切片，常规免疫组织化学方法检测ICAM-1的表达：ICAM-1一抗(羊抗鼠)，二抗(驴抗羊)，ABC试剂盒(均为SantaCrus公司产品)。先以3%H2O2、枸橼酸钠溶液微波抗原修复后，PBS洗3次，加1.5%驴血清封闭，分别加一抗、生物素化二抗、亲合素-生物素化酶试剂和过氧化氢酶底物DAB显色。
每一标本均以PBS及ICAM-1的同型抗体作阴性对照。
结果
1.心脏移植后，急性排异反应级别对照组明显高于CsA治疗组，并以11d为最高，达3B级(图1)。大剂量CsA组供者心脏心肌膜的排异反应则为1B(图2)。2.心脏移植后，ICAM-1的表达细胞谱较广，主要表达于心脏微血管内皮细胞、心腔内皮细胞、心肌膜和心外膜以及供者主动脉血管外膜的浸润淋巴细胞及间质细胞等(图3，4)。
3.对照组的ICAM-1的表达，1d和3d低于7d和11d。ICAM-1的表达强度与急性排异反应级别呈现分离现象。
4.经CsA治疗，移植后1d和3d，心脏微血管内皮细胞ICAM-1的表达下调，并呈CsA剂量依赖性，II组(图5)强于III组(图6)。说明早期CsA的作用呈剂量依赖性。但7d以后II组和III组ICAM-1表达基本无差异。
5.供者主动脉内皮细胞及浸润淋巴细胞ICAM-1的表达于11d最强，此结果与心脏一致(图7)。但CsA的作用在11d无明显剂量差异(图8)。
讨论
移植器官作为一种非常强的免疫刺激原，能刺激和调动受者体内几乎所有的免疫细胞活化。我们的实验结果显示，在移植物中可见大量的浸润淋巴细胞，嗜酸性粒细胞以及浆细胞。心脏移植后，急性排异反应达3B或4级，应用CsA治疗后平均降低1～2.5级。此结果与国内外文献一致［7，11］。
环孢嘌呤A(CsA)作为一种免疫抑制剂，在临床上用于器官移植的抗排异治疗，已有10余年历史。虽有报道认为它是Th1细胞和Th2细胞的活化抑制剂［3，4，8］，但其作用机制一直存在许多争议。有人曾报道CsA对粘附分子的表达有一定下调作用［7，9，11］。而粘附分子对于启动淋巴细胞滚动、粘着以及迁移都具有非常重要的意义，其中尤以ICAM-1作用最为显著［5，6］。本实验中，ICAM-1移植后不仅内皮细胞表达增强，而且浸润巴细胞以及多种间质细胞均呈较强阳性。但供者心脏微血管内皮以及浸润淋巴细胞ICAM-1表达在7d以后，并不继续增强，而急性移植排异反应则持续发展，11d和12d时可出现弥漫性炎性浸润和心肌坏死，并伴明显水肿、出血以及血管炎，排斥反应可达3B或4级。该实验结果尚未见文献报道。此种分离现象可能由于移植抗原首先刺激血管内皮ICAM-1表达增强，粘附、介导大量的淋巴细胞迁移，继而引起移植物内持续性炎症反应，使急性排斥反应不断升级。
CsA治疗有效地下调了移植心脏内各种细胞ICAM-1的表达，因而也减弱了淋巴细胞的迁移和浸润。我们发现这种下调作用在1d和3d内呈现剂量依赖性，而在7d以后，则无剂量差异，即较低剂量就可起到较好治疗效果。这对于临床治疗用药有一定参考意义。
