CD8+T细胞在不同年龄家兔胃肠道的分布规律
2021-03-10李淑娴火兴民刘丽萍张学锋王雯慧
谢 飞,李淑娴,火兴民,刘丽萍,李 瑞,张学锋,王雯慧
(甘肃农业大学 动物医学院,甘肃 兰州 730070)
T淋巴细胞简称为T细胞,是一类重要的免疫调节细胞,可分为αβT细胞和γδT细胞2类[1]。其中,αβT细胞是参与介导和调节细胞免疫应答的重要组成成分,也是机体内数量最多的T细胞亚群。跟据表面标志物的不同,可将其进一步分成CD4+T细胞和CD8+T细胞2种,虽然两者都起源于胸腺前体细胞,但所发挥的生物学效应有着明显的区别[2]。CD8+T细胞作为αβT细胞的一种,在机体内主要发挥消除肿瘤细胞和坏死组织的作用,是保护和维持机体细胞健康的“卫士”。其活化受到双重信号的介导,第1个信号是由TCR与pMHCⅠ类复合体相互识别后产生的,第2个信号则主要来源于其所作用的靶细胞。因此,靶细胞即是CD8+T细胞所针对的对象,也是使其开始增殖和分化的动力。当靶细胞受到外界感染而失去信号传导的功能时,CD8+T细胞也就不能被活化,甚至还能引起疾病的发生。
家兔是我国养殖业中重要的经济动物,也是实验室经常使用的试验动物,在我国经济和科学研究领域具有不可替代的作用[3-5]。本试验选取不同年龄家兔作为实验动物,研究和描述其不同年龄、不同胃肠部位CD8+T细胞的分布规律,旨在为进一步探讨家兔胃肠道黏膜免疫提供一些资料,同时也为本课题组的相关研究提供比较性资料。
1 材料与方法
1.1 实验动物30只日本大耳白兔按照幼年组(2月龄)、青年组(6月龄)、老年组(36月龄)3个年龄段分为3组,每组10只,雌雄各半。
1.2 样品的采集采用耳缘静脉注射戊巴比妥钠的方法处死,迅速剖检取其胃(胃底腺区、幽门腺区)、小肠(十二指肠、空肠、回肠)和大肠(盲肠、结肠、直肠 )不同部位组织,放入10%中性甲醛溶液中;按常规制作石蜡切片,进行免疫组化染色。
1.3 免疫组织化学染色采用SABC免疫组织化学的染色方法,依次将切片放入二甲苯、苯酒精、100%酒精、95%酒精和80%酒精中,再经H2O2灭活、抗原修复、BSA封闭、一抗(羊抗鼠CD8多克隆抗体,购于SANTA CRUZ)和二抗孵育(生物素化的驴抗羊IgG,购于博奥森)、DAB显色、复染、脱水和透明等过程,最后封片并进行显微镜观察、照相。
1.4 统计方法用OlympusDP-71显微镜观察组织切片并拍照。每个年龄段从胃到直肠各个部位的组织样品随机取5张切片,每张切片随机选10个视野,统计单位面积内阳性细胞的数量。采用SPSS 17.0进行统计,差异显著性检验采用独立样本t检验,P<0.05判断为有显著性差异。
2 结果
2.1 CD8+T细胞在胃中分布的特征
2.1.1CD8+T细胞在胃中分布的位置 呈色反应阳性的CD8+T细胞为棕黄色,呈圆形或不规则形,主要位于胃的固有层中并沿黏膜肌层进行分布。有时在固有层的胃腺间也可见到散在的CD8+T细胞,但数量较少(图1)。
A.CD8+T细胞在胃底腺区的分布情况(40×);C.CD8+T细胞在幽门腺区的分布情况(40×);B,D.分别为A、C的局部放大(100×)。黑色箭头.阳性细胞。下同
2.1.2CD8+T细胞在胃中分布的数量变化 统计结果显示,CD8+T细胞在幽门腺区和胃底腺区处分布的数量无显著性差异(P>0.05),但在不同年龄组中,青年组CD8+T细胞的分布数量要显著高于幼年组和老年组(P<0.05),而幼年组和老年组之间CD8+T细胞的数量差异并不显著(P>0.05)(表1,图2)。
表1 不同年龄组家兔胃中CD8+T细胞分布的数量差异
图2 不同年龄组家兔胃中CD8+T细胞分布的数量变化趋势
2.2 CD8+T细胞在小肠中分布的特征
2.2.1CD8+T细胞在小肠中分布的位置 CD8+T细胞为棕黄色,呈圆形或椭圆形,主要分布于小肠各段的固有层和隐窝处,其余部位未见有CD8+T细胞的存在(图3~5)。
A.CD8+T细胞在十二指肠肠绒毛不同区域内的分布情况(40×);B,C.分别为a、b的局部放大(100×);D,E.为阴性对照(100×)
A.CD8+T细胞在空肠肠绒毛不同区域内的分布情况(40×);B,C.分别为a、b的局部放大(100×);D,E.阴性对照(100×)
A.CD8+T细胞在回肠肠绒毛不同区域内的分布情况(40×);B,C.分别为a、b的局部放大(100×);D,E.阴性对照(100×)
2.2.2CD8+T细胞在小肠中分布的数量变化 统计结果显示,相同年龄组内,小肠CD8+T细胞分布的数量差异并不显著(P>0.05);不同年龄组间,青年组各肠段内CD8+T细胞的分布数量显著高于幼年组和老年组,并具有统计学意义(P<0.05);而幼年组和老年组之间的差异并不显著(P>0.05)(表2,图6)。
表2 不同年龄组家兔小肠各段CD8+T细胞分布的数量差异
2.3 CD8+T细胞在大肠中分布特征
2.3.1CD8+T细胞在大肠中分布位置 CD8+T细胞为棕黄色,呈圆形或椭圆形,主要分布在盲肠、结肠以及直肠的固有层和隐窝处,在黏膜下层、肌层以及浆膜层均未见有阳性细胞的分布(图7,8,9)。
2.3.2CD8+T细胞在大肠中分布的数量变化 统计结果显示,相同年龄组内,CD8+T细胞在盲肠、结肠以及直肠的数量差异并不显著(P>0.05);青年组CD8+T细胞的数量显著高于老年组和幼年组,并具有统计学意义(P<0.05);老年组和幼年组之间CD8+T的数量差异并不显著(P>0.05)(表3,图10)。
图6 不同年龄组家兔小肠各段CD8+T细胞分布的数量变化趋势
A.阳性细胞(40×);B.a的局部放大(100×);C.阴性对照(100×)
A.阳性细胞(100×);B.阴性对照(100×);黑色箭头所示为阳性细胞
A.阳性细胞(40×);B.A的局部放大(100×);黑色箭头所示为阳性细胞
表3 不同年龄组家兔大肠各段CD8+T细胞分布的数量差异
图10 不同年龄组家兔大肠各段CD8+ T细胞分布的数量变化趋势
3 讨论
胃肠道不仅是体内最大的消化器官,同时也是外界病原侵袭和感染的主要部位[6]。有资料表明[7-8],每8~10个肠上皮细胞之间就有一个上皮内淋巴细胞(IEL)的存在,主要由CD8+T细胞组成,起局部黏膜免疫的作用。因此,CD8+T细胞是小肠上皮内数量最多的T细胞亚群,也是肠相关淋巴组织的重要组成成分,在机体抵御外界病原菌感染的过程中发挥着重要的作用。
虽然家兔是一种常见的实验动物,但对其胃肠道CD8+T细胞分布的特征却知之甚少[9-10]。本试验通过对不同年龄组家兔胃肠道CD8+T细胞进行定位和统计学分析,得出以下结论:从家兔年龄来看,相同年龄组家兔之间CD8+T细胞的数量差异并不显著(P>0.05),而不同年龄组家兔之间,青年组CD8+T细胞的数量显著高于老年组和幼年组,并具有统计学意义(P<0.05)。老年组CD8+T细胞的数量和幼年组相比差异并不显著(P>0.05),表明CD8+T细胞的数量随着年龄的变化呈现先上升后下降的趋势性变化。这与吴永坚[11]和李铭德[12]的研究结果相符,说明CD8+T细胞在人和家兔胃肠道内的数量随着年龄的变化有相同的趋势,都随着年龄的增长呈现先上升后下降的趋势性变化。导致这种趋势性变化的原因有很多,但胸腺的发育及退化可能是其最为重要的原因之一。这不仅拓展了CD8+T细胞在胃肠道分布的理论基础,也为进一步研究胃肠道相关性疾病提供了科学依据[13]。从分布的位置来看,本试验CD8+T细胞在胃底腺区和幽门腺区分布的位置完全相同,都位于固有层中。而小肠和大肠中CD8+T细胞的分布位置相同,都分布于肠道各段的固有层中,在隐窝处也有散在分布。这与莫修建等[14]的研究结果比较符合,说明肠道上皮和固有层是CD8+T细胞的主要定植部位,也是其发挥功能的主要场所。从分布的数量来看,CD8+T细胞在各肠段之间分布的数量无明显的差异,但在小肠与大肠内分布的数量具有统计学意义(P<0.05),其分布的总量按照小肠、大肠、胃的顺序依次递减。但张永东等[15]在其研究结果中发现CD8+IEL的分布数量沿肠道依次递减,而CD8+LPL的分布数量则沿肠道依次递增。综合分析,可以做出以下推断:CD8+T细胞在胃肠道内分布的总量和CD8+IEL分布的趋势变化一致,都沿肠道依次递减,而CD8+LPL的分布数量则沿肠道依次递增。引起这种趋势性变化的原因很有可能与肠道不同部位的功能有关。小肠是机体内进行物质交换的主要场所,也是最易受到病原感染的部位,对整个机体的健康具有十分重要的意义。因此,CD8+T细胞选择性的大量定植于此,确保了肠道的完整和健康,从而为整个机体的健康保驾护航。同时,IEL作为肠道上皮内重要的免疫细胞之一,是离外界病原菌最近的部位,同时也是肠道免疫应答中的第一梯队,因此,CD8+T细胞在IEL内聚集,可以在最短的时间内与病原菌结合并发挥生物学效应,体现了机体免疫调节的精密性和可操作性。而CD8+LPL的分布趋势原因亦是如此[16]。