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小鼠心脏移植中急性抗体介导排斥反应的建立与分析

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DOI:

10.3791/70191

2026年2月13日

* These authors contributed equally

本文内容

摘要

本研究建立了一种实用的小鼠心脏移植后急性抗体介导排斥反应模型,其特征为强效的DSA产生、典型的病理学改变以及中等程度的移植物存活率。

摘要

心脏移植受者移植物失功的主要原因是抗体介导的排斥反应(AMR)。因此,小鼠AMR模型成为解析其潜在机制并推动创新疗法开发的重要工具。本研究中,受体小鼠被分为三组:非致敏组(NS)、预先致敏组(PS)和预先致敏并接受环孢素A治疗组(PS + CsA)。NS组移植物平均存活时间为6.8 ± 0.7天,在心脏移植(CT)后4天内未见血清DSA水平升高,且移植物C4d染色呈阴性,提示其病理特征以急性细胞排斥为主。本研究通过在CT前一周对受体进行皮肤移植(ST)以实现预先致敏,从而预先激活免疫系统,建立急性AMR模型。该方法成功诱导出严重的AMR表型,表现为移植物存活时间显著缩短至2.8 ± 0.4天,ST及CT后DSA-IgG水平显著升高,并在CT后12小时内即出现血管炎和广泛的C4d沉积等早期病理特征。然而,该模型的极端严重性限制了其更广泛的应用。为减少ST引起的并发T细胞活化,并建立更具特异性的急性AMR模型,本研究使用了环孢素A进行干预。结果表明,PS + CsA组的移植物存活时间为5.2 ± 0.4天。血清DSA-IgG水平在ST后第7天显著升高,并在CT后5天内持续维持在高水平。CT后第2天的病理学评估证实存在明显的血管炎和C4d沉积,这些结果共同符合中度至重度急性AMR的诊断标准。综上所述,本研究建立了一种高度实用且具有转化价值的小鼠急性AMR模型,其特征为强烈的DSA产生、典型的病理改变以及中等程度的移植物存活时间。

引言

心脏移植(CT)仍是终末期心脏病的金标准治疗方案1。尽管目前移植后的中位生存期已超过13年,但远期移植物失功仍不可避免2。抗体介导的排斥反应(AMR)是导致心脏移植后晚期移植物丢失的主要原因3。研究表明,由AMR引起的移植物丢失发生率高于T细胞介导的排斥反应,且晚发性AMR患者发生移植物失功的风险约为早期AMR的两倍4,5。因此,对AMR进行早期识别并及时干预,对于改善移植物存活至关重要。

抗体介导的排斥反应(AMR)由供体特异性抗体(DSA)驱动,这些抗体会通过补体激活、血管炎症和缺血性损伤导致移植物功能丧失6。DSA 与血管内皮结合后会引发内皮损伤,促进血栓形成,并诱导急性和慢性炎症反应。DSA 介导损伤的主要机制包括补体依赖性细胞毒性和抗体依赖性细胞介导的细胞毒性通路7。尽管已开发出靶向治疗药物,如抗 C5 抗体依库珠单抗(eculizumab)和 B 细胞清除剂利妥昔单抗(rituximab),但在晚期 AMR 患者中,临床疗效仍不理想7,

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方案

所有动物实验均严格遵循广东省实验动物管理规定、《赫尔辛基宣言》以及3R原则。实验方案已获得广州杰诺生物技术有限公司委员会批准(批准号:JENNIO-IACUC-2024-A027)。实验所用雄性Balb/c和C57BL/6小鼠(6–8周龄,体重20–25 g),均为无特定病原体(SPF)级,购自商业来源。本研究中使用的试剂和设备详见材料表

1. 动物准备

  1. 将SPF级小鼠饲养在适当的动物实验设施系统中。
  2. 将小鼠分为三个实验组,如图1所示:
    1. 非致敏组(NS):以Balb/c小鼠作为供体,C57BL/6小鼠作为受体进行CT。
    2. 预致敏组(PS):以Balb/c小鼠作为供体,C57BL/6小鼠作为受体进行ST,一周后进行CT。
    3. 预致敏+环孢素A组(PS + CsA):以Balb/c小鼠作为供体,C57BL/6小鼠作为受体进行ST,一周后进行CT。从ST当天开始,每天皮下注射CsA,剂量为2 mg/(kg·d),持续至移植物失效或移植物样本采集为止。

2. 术前准备

  1. 确保供体小鼠在手术前不禁食或禁....

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结果

心脏移植物存活时间
在成功建立小鼠模型后,采用Kaplan-Meier分析评估各组移植物的存活时间。正如预期,PS组小鼠的心脏移植物平均存活时间显著短于NS组(2.8 ± 0.4 天 vs. 6.8 ± 0.7 天,P < 0.01),此差异归因于急性抗体介导的排斥反应(AMR)。为了便于未来对急性AMR治疗策略的评估,使用环孢素A(CsA)以延长移植物存活时间并拓宽治疗窗口。结果显示,与PS组相比,PS + CsA组的心脏移植物存活时间显著延长(5.2 ± 0.4 天 vs. 2.8 ± 0.4 天,P < 0.01,图2A)。

DSA(IgG 和 IgM)水平
本研究进一步定量分析了各组小鼠血清中 DSA 的水平。在 NS 组中,仅在 CT 后第 7 天观察到 DSA-IgG 的 MFI 显著升高(574.3 ± 42.72 vs. 410.5 ± 57.97,P < 0.05),而在任何时间点均未检测到 DSA-Ig.......

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讨论

目前,晚期抗体介导排斥反应(AMR)的治疗仍无效,且缺乏可靠的早期诊断方法22,23,24,25。为弥补这一空白,本研究建立了一种急性 AMR 小鼠模型,以促进其机制研究。受体小鼠先经ST预致敏,并给予CsA以抑制伴随发生的急性T细胞介导的排斥反应(aTCMR)。病理学分析显示,PS+CsA组移植物在术后第2天即出现典型的AMR病变,包括微血管损伤和C4d沉积,并伴有供体特异性抗体(DSA)的显著升高。与PS组相比,PS+CsA组受体小鼠的移植物存活时间延长,aTCMR严重程度降低。综上所述,这些结果证实了可重复且特异性的急性AMR模型的成功建立,为今后的机制研究和治疗探索提供了实用平台。

小鼠CT模型已有超过50年的研究历史,技术上从非血管化发展到血管化方法26。与肾脏或肠道移植.......

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披露

作者声明无利益冲突。

致谢

本研究由国家自然科学基金(编号:82200847)、广州市科技计划项目(编号:2024A03J0765)和广东省医学科研基金(编号:A2025268)资助。

....

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
抗C4d单克隆抗体Hycult Biotech (荷兰)HP8034用于免疫组织化学检测(检测补体沉积)
显微外科手术器械全套广州启华医疗器械有限公司用于小鼠心脏移植手术操作
连续变倍立体手术显微镜北京中天广正科技有限公司TS-39NK用于小鼠心脏移植手术操作
环孢素A诺华制药(瑞士)H20100673用于抑制受体小鼠的T细胞介导排斥反应(TCMR)
FITC标记抗小鼠IgG抗体Bio Legend (美国)406001用于流式细胞术定量检测DSA-IgG水平
流式细胞仪Becton Dickinson, 美国BD FACScalibur用于评估受体小鼠血清中DSA水平
PE标记抗小鼠IgM抗体Bio Legend (美国)406507用于流式细胞术定量检测DSA-IgM水平
小动物气体麻醉系统安徽正华生物仪器设备有限公司ZH-MZJ配备异氟烷用于全身麻醉
血管夹(Bulldog钳)ROBOZ SURGICAL INSTRUMENT CO.RS-5481T用于心脏移植过程中阻断血流

参考文献

  1. Zhu, Y., et al. The Stanford experience of heart transplantation over five decades. Eur Heart J. 42 (48), 4934-4943 (2021).
  2. Truby, L. K., et al. Donation after circulatory death in heart....

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重印与许可

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标签

A DSA IgG C4d

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