肠黏膜PD-L1/PD-1 通路在脓毒症肠免疫功能障碍中的作用及机制研究

Lymphocytes dysfunction is one of the important factors in sepsis-induced immunosuppression. Dysfunction of intestinal mucosal lymphoid tissue induces or aggravates the intestinal barrier dysfunction, play an important role in the process of sepsis. Increased expression of the inhibitory receptor programmed cell death 1 (PD-1) and its ligand (PD-L1) are thought to play key roles in T cell incompetence. Study found that PD-L1 / PD-1 pathway regulating gastrointestinal inflammatory disease. Our previous study has also proved that intestinal epithelial cell (IEC) express PD-L1, gene deficiency of PD-L1 protected mice intestinal barrier function during sepsis. Whether PD-L1 on IEC interaction with PD-1 on intestinal mucosa lymphocyte presented in intestine and whether this interaction is the cause of intestinal immune barrier dysfunction is not defined. In this study we will investigate the expression pattern of PD-L1 and its receptor PD-1 in the small intestine of mice during sepsis, the effect of anti-PD-L1 antibody on mice intestinal immune barrier function during sepsis, explore the mechanisms of PD-L1 regulating intestinal immune barrier function in vitro. The results of our study will provide the theoretical foundation for PD-L1/PD-1 pathway as the target for the treatment of sepsis.

淋巴细胞功能失调是导致脓毒症免疫功能障碍的重要因素，肠粘膜淋巴组织功能失调诱发或加重肠屏障功能障碍，在脓毒症进程中起重要作用。共抑制分子PD-L1/PD-1通路抑制淋巴细胞活化及功能，是导致脓毒症淋巴细胞无能的原因之一。研究发现PD-L1/PD-1通路在胃肠道炎症性疾病模型中具有调控作用，我们前期研究也发现肠上皮细胞表达PD-L1，而且基因敲除PD-L1对脓毒症小鼠肠通透性具有保护作用，PD-L1/PD-1通路是否在脓毒症肠粘膜淋巴组织功能失调中起作用尚不清楚。本课题拟通过研究肠黏膜内PD-L1及PD-1表达及定位；体外及在体阻断PD-L1/PD-1通路对肠粘膜淋巴细胞增殖、凋亡及功能的影响，旨在阐明肠黏膜PD-L1/PD-1通路在脓毒症肠免疫屏障功能障碍中的作用及机制，为以PD-L1/PD-1通路为靶点治疗脓毒症提供基础。

淋巴细胞功能失调是导致脓毒症免疫功能障碍的重要因素，肠粘膜淋巴组织功能失调诱发或加重肠屏障功能障碍，在脓毒症进程中起重要作用。共抑制分子PD-L1/PD-1通路抑制淋巴细胞活化及功能，是导致脓毒症淋巴细胞无能的原因之一。研究发现PD-L1/PD-1通路在胃肠道炎症性疾病模型中具有调控作用，我们前期研究也发现肠上皮细胞表达PD-L1，而且基因敲除PD-L1对脓毒症小鼠肠通透性具有保护作用，PD-L1/PD-1通路是否在脓毒症肠粘膜淋巴组织功能失调中起作用尚不清楚。本课题通过研究发现正常小鼠肠粘膜上皮内淋巴细胞（IEL）表达PD-1，脓毒症小鼠IEL表达PD-1随时间延长而明显上调；体外将分离的小鼠IEL与肠上皮细胞共培养，发现IEL可以显著增加肠上皮细胞PD-L1表达，而肠上皮细胞表达PD－L１可以诱导IEL凋亡增加和分泌细胞因子功能的改变；用抗PD-L1抗体阻断PD-L1/PD-1通路可以降低共培养体系中IEL的凋亡，逆转其细胞因子分泌功能的改变。小鼠在体实验发现，用抗PD-L１抗体阻断PD-L1/PD-1通路可以部份恢复脓毒症导致的小鼠肠IEL凋亡增加、CD４／CD８淋巴细胞比例降低、γδT淋巴细胞比例增加、及肠粘膜内细胞因子浓度的改变。最后，我们对PD-L1/PD-1调控肠黏膜淋巴细胞凋亡的机制进行了初步研究，分别进行了在体和体外的实验，结果均表明PD-L1/PD-1调控肠黏膜淋巴细胞凋亡的机制部份与其降低了促凋亡蛋白Bax、Bid的表达同时增加抗凋亡蛋白BCL－２的表达有关。本研究结果证实了我们提出的研究假设，即肠上皮细胞表达PD-L１与肠上皮内淋巴细胞表达的PD-１相互作用，这种负性调节作用在脓毒症发生时，参与介导了脓毒症导致的肠黏膜免疫屏障功能障碍，包括抑制肠上皮内淋巴细胞功能，促进肠上皮内淋巴细胞凋亡、CD４／CD８淋巴细胞比例和γδT淋巴细胞比例改变等。本研究以PD-１／PD-L１为介入点，部份阐明了脓毒症肠免疫屏障功能障碍的机制与肠上皮细胞PD-L１／PD-１通路在调控肠道免疫反应中的作用。本研究结果有望为将来以PD－L１／PD－１分子通路为靶点治疗脓毒症及肠道炎症性疾病提供理论基础。