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T淋巴细胞产生的应激免疫抑制蛋白

2022-07-29
来源:求医网
摘要综述应激免疫抑制蛋白 (immunosuppressive pro tein of stress, ISPS)的研究概况和进展。 大鼠和小鼠在应激条件下,通过中枢神经系统的作用,由外周T淋巴 细胞产生了一种大分子 蛋白质,对某些免疫功能具有抑制作用。称之为应激免疫抑制蛋白 。它具有以下两个特点,一是相对分子质量很大,不像是已知的细 胞因子、干扰素、肽类激素、神经肽等。二是它的独特生成机制。它是在应激条件下,通过 中枢神经系统的作用,再以交感神经为介导,通过释放去甲肾上腺素,在T淋巴细胞生成的 。这种生成方式尚未见到类似的报道。

中国图书资料分类法分类号Q26

T lymphocyte generates an immunosuppressive protein induced by stress

FAN Shao-Guang,DING Gui-Feng

(#Department of Physiology, Beijing Medical University, Beijing100083)

MeSHT-lymphocytes/secret Lymphocyte transformation/antagImmunosuppressive protein of stress

ABSTRACTUnder the conditions of stress an immunosuppressive protein (immunosupp ressive p rotein of stress, ISPS) was generated in T lymphocyte, which acted as an immune suppressor. The generation of the protein was controlled by central nervous syst em and mediated by peripheral sympathetic nerves. Both the large molecular weigh t, which is much larger than interleukins, interferons, hormonal peptides, neuro peptides, etc., and the conditions of the generation of the protein implied that this protein is potentially a recently discovered protein. It may be a very impo rtant molecule that could be very important to our understanding of the interact ion between central nervous system and immune function.

(JBeijing Med Univ, 1999,31:197-203)

我们对应激免疫抑制蛋白已经进行了十年的研究,这一蛋白 是在应激条件下,通过神经系统 的作用,由外周T淋巴细胞产生的一种大分子蛋白质,对某些免疫功能具有抑制作用,称之 为应激免疫抑制蛋白(immunosuppressive protein of stress, ISPS)。这一蛋白是我们首 先发现和报道的。现将我们这方面的工作简要总结如下。

1ISPS的发现

在应激条件下机体的各种功能会有很大的变化,很多在安静时不表现的调节机制,在应激条 件下可能显露出来。因此,在应激条件下,当机体的功能活动发生变化时,研究神经系 统和 免疫系统之间的相互作用,有可能发现一些新的、有意义的现象。 十多年来我们的研究主 要是在这一思路下进行的。这也是目前很多实验室采用的研究方向。

我们主要选择束缚应激进行研究。束缚应激的特点之一是束缚本身对机体不会产生直接的 损 伤。属于一种非损伤应激。我们发现,在束缚应激10h以上,大鼠或小鼠的血清在体外试 验中能抑制另一正常动物由Con A诱导的淋巴细胞的转化[1,2]。这一结果提示 ,应激后动物血清的成分发生了某些变化,从而对淋巴细胞的转化产生抑制作用(图1)。

Vertical bar represents MSE. **, P<0.01,ANOVA, compar ed with control, n=8.

图1小鼠应激后血清对淋巴细胞转化的作用

Figure 1Effect of serum from stressed mice

on normal lymphocyte proliferation

究竟是甚么物质抑制了淋巴细胞的转化?已知在应激的条件下,下丘脑 -垂体-肾上腺轴被激 活,血中肾上腺皮质激素会明显升高,肾上腺皮质激素具有明显抑制免疫功能的作用。文献 报道和我们体外的实验也都证明,当培养液中肾上腺皮质激素的浓度达到10-6molL-1或更高 时,对淋巴细胞的转化具有明显的抑制作用。我们也检测了束缚应激时动物血清中肾上腺皮 质激素(皮质酮,corticosterone)的浓度,发现与不应激正常动物相比确有升高,但其浓 度还远远低于10-6molL-1[2]。说明血清 的抑制作用不像是由肾上腺皮质 激素引起。我们的透析试验也证明,将相对分子质量小于6000的物质去除后,应激血清仍 然具有 抑制淋巴细胞转化的作用。为了进一步明确应激血清抑制淋巴细胞转化与肾上腺皮质激素的 关系,我们在肾上腺切除的小鼠上重复束缚应激实验,结果表明,应激后肾上腺切除动物的 血清仍具有抑制淋巴细胞转化的作用。以上这些实验从不同角度证明血清抑制淋巴细胞转化 不是由肾上腺分泌的激素所引起[2]。透析的实验还说明,有一种相对分子质量大 于6000的物质,因此很可能是一种肽或蛋白质。

2ISPS的特性[2]

我们的研究表明,这种物质对两种蛋白酶(胰蛋白酶和糜蛋白 酶)都十分敏感,在质量浓度为32 mgL-1时,可以完全破坏应激血清的抑制活性。说明它可能是一种蛋白质。 它部分耐热,56℃30 min不破坏它的生物活性,100℃3min即可完全使其丧失活性。冷冻和30%(体积 分数)甲醇处理不影响它的活性。但60%(体积分数)的甲醇处理可以完全使其失活。

ISPS的抑制作用是否是和T细胞多克隆活化剂刀豆蛋白(Con A),和白细胞介素2(IL-2)竞争相应的受体 ,从而产生对淋巴细胞转化的抑制?我们使用部分纯化的ISPS进行研究。实验时将正常淋巴 细胞与部分纯化的ISPS共同孵育一定的时间后,然后冲洗去除ISPS,再加Con A检测对淋巴 细胞转化的影响。发现它和淋巴细胞共同孵育的时间,随时间延长,它的抑制作用也加强,10~12h到达顶峰。这一设计排除了竞争受体的可能性。已知IL-2可以促进淋巴细胞的 转化。我们的另一研究证明,将基因重组IL-2、应激血清和由Con A活化的脾细胞三者共同 培养,应激血清不能抑制IL-2加强脾淋巴细胞转化的作用,只有应激血清与Con A活化的脾 细胞共同培养几小时后,再加入重组IL-2,应激血清才能抑制脾细胞的增殖[3] 。这一结果进一步说明血清中的抑制因子不像是可溶性IL-2受体。

我们在动物应激后不同的间期抽取血液制成血清,检查对淋巴细胞转化的影响并计算抑制作 用消失的“半寿期”。结果表明,大约23 h其抑制作用下降一半[4]

3ISPS的相对分子质量测定

3.1透析实验

当初我们并不知道抑制物的相对分子质量,因此使用的透析膜其截断相对分子质量为6000。试验中为了检验透析膜的效果,在同一透析系统中设置一装有皮质酮(10-5molL-1)的透 析袋同时透析。透析后的结果表明,血清经过透析后对淋巴细胞的抑制作用依然保存,而皮质酮透析的对照组,经过透析后完全丧失了抑制活性。说明透析袋的效率是好的,能将小分子的物质透析出去。血清的抑制活性依然存在,说明ISPS的相对分子质量大于6000。

3.2HPLC凝胶过滤

我们在测定之前猜想抑制物的相对分子质量可能在几千和几万之间,因此使用能分离60000相对分子质量以下的分离柱(TSK 125)。分段收集流洗液(mlmin-1)并检 测它们对淋巴细 胞转化的作用(活性检测),发现在第10和11管具有明显的抑制活性。与标准相对分子质量相比,其相对分子质量已超过60000(在外髓体积之中)。随后我们改用可分离相对分子质量为700000的分离柱(TSK250)。发现在第12和14管具有抑制活性。与标准相对分子质量相比,这两个峰的相 对分子质量分别为370000和155000[2]

从以往国外的研究看,烧伤、创伤、外科手术、出血等病人的血清也具有明显抑制正常 淋巴 细胞转化的作用。关于抑制物的相对分子质量,文献报告的结果各不相同(从1000到30000)。而 且有人认为这些物质可能主要是组织损伤后的代谢产物。我们所报道的蛋白质是在非损伤性 应激条件下产生的,而且相对分子质量大于上述抑制物,可能不属于上述物质。1989年Weis s等[5]报告,电击刺激(也是一种非损伤应激刺激)大鼠后,其血清能抑制由Con A 诱导的淋巴细 胞转化,并认为这是一种相对分子质量大于10000的物质。由于没有看到他们进一步的报 告,还很难判断是否是我们报道的蛋白质。目前我们也正在做这方面的研究。

由于这种蛋白质的相对分子质量比较大,不像是已知的细胞因子、干扰素、肽类激素、神经肽等,有可能是新发现的一种调节蛋白。

4ISPS的组织和细胞来源

纯化这一蛋白并克隆它的基因是我们最为关心的工作。过去我们 试图从血清中提纯这一蛋白 ,但没有成功。失败的主要原因有二。一是血清中的杂蛋白太多,难以分离。二是血清中这 一蛋白的含量太低,经几步纯化后活性