基于急性抗体介导排斥反应的NTPDase1代谢胞外ADP失衡对移植器官损伤的机制研究

Platelet activated by extracellular ADP and microthrombus emergence is one of important steps to damage the transplanted organ in acute antibody-mediated rejection (AMR). Recent studies indicated that B cell can express nucleoside triphosphate diphosphohydrolases 1 (NTPDase1). NTPDase1 can hydrolyze ADP and inhibit platelet activation and microthrombus emergence. But the NTPDase1 level expressed by B cell and its mechanism and effect to platelet activation and damage the transplanted organ in acute AMR is not clear. In our study, NTPDase1 transgenosis nude mice, NTPDase1 gene knock-out nude mice and wild type nude mice skin grafting model respectively will be induced acute AMR. The level and activity of NTPDase1 expressed by B cell, extracellular ADP concentration and the level of NTPDase1 mRNA in grafting skin, real time mobile image of platelet in blood vessel and pathological change of grafting skin in different nude mice will be compared. The relationship between the level and activity of NTPDase1 expressed by B cell and the metabolism of extracellular ADP in acute AMR will be analysed at molecules and histology level. The mechanism and effect of platelet activation, microthrombus emergence and its damage to the transplanted organ caused by extracellular ADP metabolized unbalance will be discussed. It will open new method to treat acute AMR in transplantation field.

胞外ADP激活血小板、形成微血栓是急性抗体介导排斥反应（Antibody-mediated rejection, AMR）中导致移植器官损伤的关键环节之一。目前研究表明，B细胞可表达三磷酸核苷双磷酸水解酶（NTPDase1）水解ADP，抑制血小板和血栓形成。但在急性AMR中，B细胞表达NTPDase1的水平及其对血小板活化和移植物损伤的效应和机制尚不清楚。本研究拟分别在NTPDase1转基因增强表达、基因敲除和野生型裸鼠皮肤移植模型上诱导急性AMR，比较不同裸鼠B细胞NTPDase1的表达量和活性、移植皮肤胞外ADP浓度及NTPDase1的mRNA和蛋白表达量、体内血小板位移实时动态影像和移植皮肤的病理变化，从分子水平和组织学水平分析急性AMR中，B细胞NTPDase1的表达量和活性与胞外ADP代谢的关系，探讨其对血小板活化、微血栓形成和移植皮肤损伤的效应及机制，开辟急性AMR治疗新途径。

胞外ADP激活血小板、形成微血栓是急性抗体介导排斥反应（Antibody-mediated rejection, AMR）中导致移植器官损伤的关键环节之一。既往研究表明，B细胞可表达三磷酸核苷双磷酸水解酶（NTPDase1）水解ADP，抑制血小板和血栓形成，但是在急性AMR中，B细胞表达NTPDase1的水平及其对血小板活化和移植物损伤的效应和机制尚不清楚。本研究分别在NTPDase1转基因增强表达、基因敲除和野生型裸鼠皮肤移植模型上诱导急性AMR，比较不同裸鼠B细胞NTPDase1的表达量和活性、移植皮肤胞外ADP浓度及NTPDase1的mRNA和蛋白表达量、体内血小板位移实时动态影像和移植皮肤的病理变化。研究结果表明：急性AMR发生30分钟时，B细胞NTPDase1的表达活性增加(51±10%，69±12%；P=0.031)，7天后恢复到基线水平（51±10%，53±12%；P=0.291）；急性AMR发生30分钟时，移植皮肤NTPDase1的mRNA水平明显下降（Rt-PCR：基线值：24.53，AMR发生30分钟时：28.94），血小板活化标记物的表达水平明显上调，血小板活化、血小板移动平均速率下降（基线值：50.72±4.66μm，AMR发生30分钟时：12.33±2.43μm），移植皮肤坏死、炎性反应严重；高剂量外源性NTPDase1预处置组后，血小板活化标记物表达水平明显下降，差异有显著的统计学意义（PCD61=0.034，PCD63=0.024，PPAC-1=0.021，PCD62p=0.042，PCD42a=0.041），血小板移动平均速率明显增加，差异有显著的统计学意义（P=0.034），给予外源性NTPDase1预处置后可以抑制血小板活化、保护移植皮肤。这一研究从分子水平和组织学水平分析了急性AMR中，B细胞NTPDase1的表达量和活性与胞外ADP代谢的关系，探讨了其对血小板活化、微血栓形成和移植皮肤损伤的效应及机制。这一研究成果发表了论文2篇，培养3名硕士研究生。这一研究将为使用NTPDase1调节胞外ADP浓度，平衡出血和血栓形成，预防和治疗急性AMR的转化医学研究提供理论和实践依据，丰富急性AMR的防治方法，对肾移植、皮肤移植、胰腺移植等各种器官移植具有临床应用前景，具有一定经济和社会效益。