小鼠毛囊周期中表皮朗格汉斯细胞和树突状表皮T细胞的变化
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中文摘要
前言
皮肤是机体的重要免疫器官,具有多种免疫功能,构成机体抵制外界微生物侵犯的重要一线屏障。
近年来越来越多的研究发现表皮朗格汉斯细胞(LC)及树突状表皮T细胞(DETC)与皮肤免疫系统(SIS)密切相关。
而许多现象证明毛囊在SIS中占重要地位。
以往很多文献报道了毛囊相关免疫系统包括黑素细胞、角朊细胞、神经因子、细胞因子等影响毛囊生长周期,进而影响SIS。
我们也曾报道了MHC—II及Thy一1抗原在毛囊周期中的表达及作用。
那么LC及DETC在SIS中的作用是否与毛囊周期具有相关性呢?本研究通过动态观察C57BI.,/6小鼠拔毛诱导的毛囊周期中毛囊问表皮LC及DETC数量和形态的变化,进一步探讨免疫细胞与毛囊周期及SIS的关系和作用。
材料和方法
1.动物:C57BL/6纯系小鼠15只,6—8周龄,体重15—20克。
选择皮色粉红(毛发处于休止期)的小鼠。
2.试剂:所用单克隆抗体分别为:OX3、OX4及JU、22.1。
ABC试剂盒(含生物素化马抗鼠IgG)。
3.方法:小鼠分3组,每组5只(3雌2雄),将松香/蜡l:l混合,涂于小鼠背部以拔毛,隔天取皮肤标本,应用ABC法进行免疫组化染色。
4.观察指标:(1)每天观察小鼠皮色变化。
(2)光镜下观察拔毛前、后不同时间内小鼠表皮免疫细胞的染色情况。
结果
1.小鼠皮色变化:拔毛后第1-4天内,小鼠皮肤呈粉红色;第5—6天鼠皮变黑色;第9—11天局部可见新毛长出;至17—19天鼠皮变灰色;第20天左右鼠皮恢复到原先的粉红色。
2.表皮LC及DETC变化。
(1)密度变化:拔毛后第2天开始二者密度较拔毛前升高(P<0。
05),拔毛后第4—8天二者在表皮中密度最高(P<0.01),以后有所下降,直至第16天,但仍较拔毛前升高(P<0.05);拔毛后第17—20天,表皮毛囊间LC及DETC密度基本恢复到拔毛前数值,二者之间的差异无统计学意义(P>0.05)。
(2)形态变化:拔毛前、后3天内,多数Lc及DETC胞体小、圆形,树突短小,l一2个;第4—8天,二者多数细胞体大,圆或不规则形,树突粗大,约3—5个,有的有分枝或次级突起;第9—16天,胞体大小不一,树突变细,2—4个;17—20天,多数胞体较小甚至消失,树突纤细,长短不一,约2—3个。
讨论
小鼠毛发周期分为退行期、休止期及生长期。
在对拔毛诱导C57BL/6小鼠毛发生长周期中,以往文献已报道了毛囊的显著形态学变化,即拔毛后第2—4天内,毛囊上皮细胞处于增生分裂状态,第5天达生长高峰,出现黑色素及新生毛发,鼠皮呈黑色(生长期);以后是增生平稳状态,至17—19天出现退化改变,黑素生成减少,鼠皮呈灰色(退行期),直到第20天则停止生长,鼠皮亦恢复到原先的粉红色(休止期)。
可根据皮肤颜色变化判断毛囊周期的变化。
以上这些拔毛诱导的鼠毛发生长周期中毛囊的形态学变化与自然状态下的鼠毛发生长周期中毛囊的形态学变化基本一致。
表皮LC是骨髓来源的树突状细胞,主要位于毛囊及基底细胞之上的表皮层内,在常规HE染色的石蜡切片中为透明细胞而很难辨认,用氯化金及ATP酶等特殊染色可以表现为树突状细胞。
LC是表皮细胞中唯一具有补体C3及Fc—IgG受体以及Ia抗原的细胞,因此可用免疫组化方法将其显示。
许多与免疫有关的皮肤病有LC改变,特别是在迟发超敏反应(DTH)及蕈样肉芽肿(MF)的发病机理中占重要地位,同时LC与皮肤移植物排斥有关。
人表皮内此细胞约有460—10005"/mm2,真皮内也偶可见到。
LC具有迁移吞噬能力,能摄取、处理、携带并递呈抗原到局部淋巴结,激活淋巴细胞。
但LC密度在毛囊周期中如何变化目前尚报道,此研究有利于进一步探讨免疫细胞与毛囊周期及SIS的关系和作用。
DETC是一种存在于小鼠表皮内的表达^y6T细胞受体(TCR)的T细
・2・
胞,此细胞具有'Flay—l(CD90)、C03及CIM5,呈树突状外观。
现已证实Thv一1+的DETC均匀分布于小鼠毛囊间表皮内,缺乏循环T细胞具有的d[3TCR、CD4或CD8,它可以被IL一2及Con—A激活而具有辅助T细胞作用,并能分泌IL一2及1一IFN。
DETC是一种重要的表皮免疫细胞。
半抗原化表皮细胞富含DETC时可使动物耐受。
目前认为DETC是一个重要的表皮免疫效应细胞,DETC在不同品系小鼠及不同部位存在明显差异,这些均表明DETC与SIS关系密切。
本实验选用C57BL/6小鼠建立毛囊周期。
自动发育的毛囊周期同步性差,拔毛可快速刺激表皮增生及毛发生长。
本研究通过拔毛诱导小鼠毛囊进人生长期、退行期直至休止期的变化,动态观察了此三阶段变化过程中毛囊问表皮LC及DETC的密度及形态变化。
结果显示毛囊间表皮LC及DETC于拔毛后第2天开始密度值升高,第4—8天出现最高值,以后逐渐下降,第17—20天密度逐渐恢复到拔毛前数值,且二者形态也有相应变化。
表明毛囊问表皮内LC及DETC于毛囊生长期密度最高,树突多且有的有分枝;退行期下降,至休止期稳定,树突也变少。
拔毛破坏毛囊完整性的同时,必然对皮肤产生一定影响。
表皮中LC及DETC的动态变化可能是作为一种抵御外界有害刺激的因素之一。
引起此变化的机理还不清楚,我们考虑主要有两点:一是Lc在毛囊生长期密度显著增加且树突增多,有利于其识别并递呈外来抗原,使机体抵御外界侵害力增强。
DETC相应变化提示其可能与LC一起共同完善T细胞介导的免疫应答,调节SIS,有报道在接触性超敏反应中,可见二者在激发阶段早期出现并行活化。
二是我们推测LC及DETC在毛囊周期中的变化可能与皮肤内的某些细胞因子有关。
正常情况下,LC参与和控制角质形成细胞的角化过程,DETC的生长有赖于角朊细胞分泌的IL一7。
二者的密度增加具体机制还不清楚,可能是由于表皮下区域的汇集或表皮中抗原阴性前体递呈抗原所致。
此研究证明了LC及DETC的变化与毛囊周期具有相关性,进一步确定了皮肤免疫细胞与毛囊及SIS的关系。
但是,关于LC及DETC的变化与毛囊周期相关性确切机理还不清楚,进一步探讨此作用机制,必然会为临床一些侵犯到毛囊的免疫相关性疾病如秃发等发病机制及病因治疗等方面提供一定帮助,为这些疾病的免疫治疗药物的开发与利用开辟广阔前景。
・3・
结论
1.拔毛可引起毛囊间表皮LC及DETC密度及形态变化,且此变化与毛囊周期具有相关性。
2.密度变化:拔毛后第2天二者密度开始升高,第4—8天最高,以后有所下降,到第17—20天,二者密度基本恢复同拔毛前。
3.形态变化:拔毛后3天内二者胞体小,树突少且短;第4—8天二者胞体变大,树突多且粗大;以后胞体又变小,树突变少且细。
关键词:LC;DETC;毛囊周期;Ia抗原;Thy一1抗原
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ChangesofLangerhanscells(LC)anddendriticepidermalTcells(DETC)duringmurinehairfolliclecycle
Skinisoneoftheimportantimmuneorgan,ithasmanykindsofimmunefunctions;itisthefirstprotectivescreen.Recently,more
andmorestudiesin—dicatethatepidermalLangerhanscells(LC)anddendriticepidermalTcells(DE—TC)aretightlycorrelatedwithskinimmunesystem(SIS),inwhichthehairfol—licle(HF)playsasignificantrole.HFcorrelatedimmunesystemincludingnervefactors、cytokine、melanocyte?keratinocyteaffectsHFgrowthcycleandSISmentionedinmanypreviousliteratures,furthermore,wereportedtheexpressionofMHC—IIandThy一1antigeninroutinehaircycle.Ourstudieschieflyap-pliedtheimmunohistoehemicaltechniquetoobservethedynamicchantsofthe
densityandformofLCandDETCin
epidermisamongthehairfolliclesduring
HFcycle,SOastodiscusstherelationandinteractionamongimmuneceils、folli-clecycleandSIS.
MaterialsandMethods
SkinofsyngeneieC57BL/6mice(9female,6male.6—8Wold;15—20
gweight.)wereobtainedfrommicewithallbackskinHFeitherintelogenorindefinedstagesoftheinducedhaircycle.Anagenwasinducedbydepilatinghair
shaftsonthebackofmicewithallfolliclesintelogenwhenskinWaSidentified
byitsuniformlypinkcolor.
Skincolorwasobserveddaily,expressionofLCandDETCwasobserved
everyotherday.Thereagentswereshownas:McAbOX3andOX4(defendingIaantigen),22.1andJIJ(defendingThy一1antigen),ABCReagentBox.
・5・
Results
1.Miceskincolorchange:withintheday4afterdepilation,themiceskincolorshowedpink:ontheday5—6showedblack;Olltheday9一11thelocal
themiceskincomeintogray;onthedaygrewoutnewfair;by出eday17—19
20theskincomebacktoformerpink.
2.LCandDETCchanges:
(1)Densitychanges:TherewerenotdistinctchangesofLCandDETCon
theday1afterepilationcomparedwiththatofbeforeepilation.Theirdensitybe-
theday2(P<O.05),andattainedthetopvalueontheday4—gantorisefrom
8(P<0.01),andthendescended;Ontheday17—20,thedensityofLCandDETCresumedthevalueofbeforeepilation.
(2)Formchanges:ThemostcellbodiesofLCandDETCweresmallandroundwithl一2shortdendritesontheday1afterepilation;themostcellbodiesofbothwerebigandroundorannomalwith3—5crasstudedendritesandsomehaddivaricationorhypo—apophysisontheday4—8;thecellbodiesweredif-ferentinsizewiththinner2-4dendritesontheday9—16;themostcellbodiesweresmallevenvanishedwithslighanddifferentlengthdendritesontheday17—20.
Discussion
Themicefolliclecycleisartificiallydevidedintocanagen、telogen、anagen.Previousscholarsdescribedtheobviousformchangesofhairfolliclebydepila-ringC57BL/6micetelogenhairshafts:withintheday1afterdepilation,thehistologymorphologyofHFhadnoobviousdifferencefromthetelogenbeforedepilation.Skincoloralsowaspink(telogen).Fromtheday2afterdepilationHFandepidermisbothshowedevidentgrowingstate.Nearlyontheday5,theproliferationchangescometothepeakandthemelaninandthenewhairforma.tioncoundbeseen,skincoloralsowasblack(anagen);Laterwasthestableproliferationstage.Aftertheday17,themophologyofHFshowedregression
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anddisapearedontheday20,thechanges.themelaninformationdepressed
skincolorturnedfromgray(canagen)tooriginalblack(telogen).LCderivesfrommarrowwithdendriticappearance,andmainlyislocatedinHFandepidermalbaseeeUssuperiorstratums.LCexpressescomplementc3、Fc—IgGreceptorandIaantigen,andCanbeshowedbyimmunohistochemicaltechnique.ThefunctionofLCincludestworespects:oneistakingpartinthekerotosisprogressofkeratinocytesandcontrolingit;theotherisplayingallim-
withthepathogenesisofportantroleinSIS.EspeciallyLCistightcorrelated
DTH、MFandskingraftrepulsion.Thereareabout460—1000/mm2LCsinhu-
mailepidermis,whichtakeandpresentantigenstolocallymphnodeandacti—vatelymphocytes.
DETCliesamongmiceHFepidermiswithdendriticappearance,andex-presses1STCR,Thy一1(CD90)、CD3及CIM5,withouta13TCR、CD4orCD8,andCallbeactivedbyIL一2andCon—AandexcreteIL-2and叫一IFN.DETCnowisconsideredasnotonlyakindofepidermalimmuneeffectcells,
butalsowithnegative—presenting
antigensfunction.AllaboveindicatethatDETCisclosecorrelatedwithHFcycleandSIS.
Therehavenot
reportsaboutthechangesofepidermalLCandtherelatiodbetweenLCandHFcycle,andonlyafewreportsabouttherelationbetween
DETCandHFcyclearenotsure.WechosedC57BL/6micetoestablishHF
cy-
cle,andinducedthechangeofHFcyclefromanagentocatagenandtelogenbyepitationstimulation.WeobserveddynamicchangesofthedensityandformofLCandDETCinepidermisamongtheHF.
Aseveryoneknow,skinisanimportantimmuneorgan,LCandDETCaretwokindsimportantimmunocytes,OHXexperimentsdiscoveredthedenseand
formofLCandDETCchangeswiththeHFcycleinduced
bydepilation.ontheday2afterdepilationthereappearedtheriseofthedenseofLCandDETC,whichCanbeanalyzedthatdepilation,asaninjuringstimulation.breakdown
theintegrityofnormalHFandwhichmustcausecertaind弛ct
ontheskin.ThesechangesarehelpfulforLCto
presentantigens,andmayplayanimportantroleinDTH.OurstudiesverifythatthechangesofLCandDETCineDidennis
thehairfoHicleshavehairfolliclerelativity.whichconfirmthetelationofamong
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skinimmunecellsandHFandSIS.Certainly,therealestillmanyphenomenacan’tbeclearlyexplained,whichneedsfurtherinvestigation.
ConclusionS
Thestimulationsuchasdepilationcaninducethechangesofthe
density
andformofLCandDETCinC57BL/6mice
epidermisamongtheHF,andthedynamicchangesalecorrelatedwithHFcycle.
Keywords:LC;DETC;HFcycle;Ia;Thy一1
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英文缩略语
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前言
皮肤是机体的重要免疫器官,因其独特的“皮肤免疫系统(.SIS)”使其具有多种免疫功能,构成机体预防抵制外界微生物侵犯的重要一线屏障。
许多现象证明毛囊在SIS中占重要地位。
目前越来越多的研究表明表皮朗格汉斯细胞(LC)及树突状表皮T细胞(DETC)对维持表皮正常的免疫功能起着重要的作用。
小鼠毛囊周期分为退行期、休止期及生长期¨一。
在对拔毛诱导C57BL/6小鼠毛发生长周期中,以往文献已报道了毛囊的显著形态学变化,即拔毛后第2—4天内,毛囊上皮细胞处于增生分裂状态,第5天达生长高峰,出现黑色素及新生毛发,鼠皮呈黑色(生长期);以后是增生平稳状态,至17一19天出现退化改变,黑素生成减少,鼠皮呈灰色(退行期),直到第20天则停止生长,鼠皮亦恢复到原先的粉红色(休止期)。
以上这些拔毛诱导的鼠毛发生长周期中毛囊的形态学变化与自然状态下的鼠毛发生长周期中毛囊的形态学变化基本一致H。
表皮LC是骨髓来源的树突状细胞,主要位于毛囊及基底细胞之上的表皮层内,在常规HE染色的石蜡切片中为透明细胞而很难辨认,用氯化金及ATP酶等特殊染色可以表现为树突状细胞。
LC是表皮细胞中唯一具有补体c3及Fc—IgG受体以及Ia抗原的细胞,因此可用免疫组化方法将其显示。
LC是表皮中APC,其在表皮角化中亦起一定作用。
许多与免疫有关的皮肤病有LC改变,特别是在迟发超敏反应(DTR)及蕈样肉芽肿(MF)的发病机理中占重要地位,同时与皮肤移植物排斥有关。
人表皮内此细胞约有460—1000爪/mill2,真皮内也偶可见到。
LC有迁移吞噬能力,能摄取、处理、携带并递呈抗原到局部淋巴结,激活淋巴细胞。
DETC是一种存在于小鼠表皮内的表达'yST细胞受体(TCR)的T细胞,此细胞具有Thy一1(CD90)、CD3及CD45,呈树突状外观。
现已证实Thy一1+的DETC均匀分布于小鼠毛囊问表皮内,缺乏循环T细胞具有的c,BTCa、CIM或CD8,它可以被IL一2及Con—A激活而具有辅助T细胞作用,并能分泌IL一2及,Y—IFN”1。
DETC是一种重要的表皮免疫细胞。
半抗原化表皮细胞富含DETC时可使动物耐受。
目前认为DETC是一个重要的表皮免疫效应细胞,DETC在不同品系小鼠及不同部位存在明显差异。
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C57BL/6小鼠具有毛发周期同步性,周期短且分期明确,很适于LC及DETC等免疫细胞在毛囊及SIS中作用的研究。
该鼠躯干皮肤的黑素细胞只存在于毛囊中,而且仅于生长期时合成黑素并传给角质形成细胞,使皮肤变为黑色,至退行期黑素生成减少,皮肤呈灰色,至休止期黑素生成完全停止,皮肤变为粉红色,因此可根据皮肤颜色变化判断毛发周期的变化垆1。
国内外许多学者均以C57BL/6(H一2b)作为研究毛囊生物学及SIS的对象。
关于Lc的变化国际尚无报道,而DETC的变化与前人报道¨o基本相符。
本研究通过拔毛刺激诱导小鼠毛囊进入生长期、退行期直至休止期的v变化,动态观察了此三阶段变化过程中毛囊间表皮内LC及DETC的密度及形态变化,证明了LC及DETC的变化与毛囊周期具有相关性,进一步确定了皮肤免疫细胞与毛囊及SIS的关系。
材料及方法
一、材料及标本制备
1.动物:C57BL/6纯系小鼠15只,6—8周龄,体重15—20克。
中国医科大学动物室提供。
选择皮色粉红(毛发处于休止期)的小鼠。
2.毛发生长期的诱导:小鼠分3组,每组5只(3雌2雄)。
将松香/蜡1:1混合加热熔化,适当温度下涂于小鼠背部,凝固变硬后揭去,以拔除毛发。
3.取材:分别于拔毛前l天、拔毛后第1、2、3、4,6、8、lO、13、15、17、20天取小鼠背部皮肤1次。
乙醚全麻下切取小鼠背部约1.0cm×0.5em大小皮肤组织,深达皮下。
4.观察指标:(1)每天观察小鼠皮色变化。
(2)光镜下观察拔毛前、后不同时间内小鼠表皮免疫细胞染色情况。
二、实验试剂及仪器:
1.试剂:
(1)单克隆抗体见表1(OX3,OX4购自Seralab公司;22.1,JIJ美国宾夕法尼亚大学惠赠)
(2)ABC试剂盒(包括生物素标记的马抗小鼠Igg)购自美国Vector公司。
(3)EDTA
(4)PBS
表1单克隆抗体
2.主要仪器:
(1)解剖显微镜(国产)
(2)光学显微镜(OlympusEt本)
(3)荧光及光学显微镜实时显像摄像装置(BX51TR一32FAZA03)
三、实验方法:
1.表皮片的制备:麻醉下取小鼠躯干皮,去除皮下组织,剪成0+5—1cm小块,EDTA浸泡,37。
C水浴1小时,解剖显微镜下镊子分离真表皮,弃真皮:
2.ABC过氧化物酶技术:ABC免疫过氧化物酶法按Vector公司提供的方法进行。
(1)乙醚麻醉,松香/蜡1:1去躯干部毛。
(2)取小鼠躯干皮,去除皮下组织,剪成0.5一lcm小块,EDTA浸泡,37℃水浴I小时。
(3)解剖显微镜下分离真表皮,丙酮固定20分钟,PBS冲洗5’×2。
(4)加入一抗OX3(1:50);OX4(1:200);JIJ(1:20);22.1(1:20),4。
C过夜,PBS冲洗5’X2。
(5)加入二抗(生物素化马抗小鼠IgC1:200),37qC水浴2小时,PBS冲洗5’X2。
(6)加入ABC复合物(临用前半小时配制,先A后B,1:100,PBS稀释),37℃水浴1小时,PBS冲洗5’X2。
(7)解剖显微镜下铺片,真皮面朝上。
(8)AEC显色(AceticBuffer5.4ml,AEC260一,H202一滴,配后过滤,30分钟内滴到标本上),镜下控制呈色,至出现橘红色星状细胞,用蒸馏水终止反应。
・12・
图I拔毛前表皮Lc的表达(AEC染色,400倍)
图2拔毛后第4天表皮LC的表达(AEC染色,400倍)
・15・
匿3拔蕺艚第6天表皮Lc的表达(AEc染色,400倍)
霆4羧笺嚣辇20夭表发LC豹表达《杰嚣e染色,400倍)
・16・
图5拔毛前表皮DETC的表达(AEC染色,400倍)
图6拔毛后第4天表皮DETC豹表达(AEC染色,400倍)
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图7拔毛后第8天表皮DETC的表达(AEC染色,枷倍)
图8拔毛后第20天表皮DETE的表达(肛C染色,400倍)
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讨论
小鼠毛囊形态的形成及其退行期、休止期及生长期发育遵循一个相当精确的时间间隔盯J。
在拔毛诱导C57BL/6小鼠毛发生长周期中,以往文献已报道了毛囊的显著形态学变化,即拔毛后第2—4天内,毛囊上皮细胞处于增生分裂状态,第5天达生长高峰,出现黑色素及新生毛发,鼠皮呈黑色(生长期);以后是增生平稳状态,至第17—19天出现退化改变,黑素生成减少,鼠皮呈灰色(退行期),直到第20天则停止生长,鼠皮亦恢复到原先的粉红色(休止期)。
拔毛诱导的小鼠毛囊生长期,历时约17天,根据其形态改变分为六个亚期,皮肤各层组织及其附属器官如毛囊、皮脂腺等都出现了明显的增生活跃状态,而且这些变化同步于毛基质中黑素细胞的出现及随之而来的黑素生成。
以上这些拔毛诱导的鼠毛发生长周期中,毛囊的形态学变化与自然状态下的鼠毛发生长周期中毛囊的形态学变化基本一致。
表皮LC是骨髓来源的树突状细胞,于1868年由德国学者Langerhans发现。
LC占整个表皮细胞数的2%一5%,主要位于毛囊及基底细胞之上的表皮层内,在常规HE染色的石蜡切片中为透明细胞很难辨认,用氯化金及ATP酶等特殊染色可以表现为树突状细胞。
LC是表皮细胞中唯一具有补体C3及Fc—IgG受体以及Ia抗原的细胞,可用免疫组化方法将其显示。
电镜下证实其细胞质内具有独特的Birbeck颗粒。
细胞间距小于30iLLm,呈树突状,每个细胞有10一12条胞突,相互交错形成网状结构。
LC是表皮中APC,作为免疫系统中的重要成员哺],许多与免疫有关的皮肤病有LC改变,特别是在DTH及MF的发病机理中占重要地位,同时与皮肤移植物排斥有关。
人表皮内此细胞约有460—1000个/mm2,真皮内也偶可见到。
其具有迁移吞噬能力,能摄取、处理、携带并递呈抗原到局部淋巴结,激活淋巴细胞。
已证明小鼠表皮LC密度因株系、性别、年龄及部位而异,如鼠尾皮肤Lc稀少,角膜中央区几乎不含LC。
DETC是一种存在于小鼠表皮内的表达18T细胞受体(TCR)的T细胞,于1983年Tschachler等和Bergstresser等报告发现的p’101。
DETC来源于骨髓,约占表皮总细胞数的l一3%。
此细胞表达Thy—l、CD3及CD45抗原,但缺乏主要组织相容性复合物MHC—II类抗原(Ia抗原),呈树突状外观,因而被称为Thy—I+树突状细胞。
现已证实Thy一1+的DETC均匀分
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布于小鼠毛囊间表皮内,缺乏循环T细胞具有的apTCR、CIM或CD8,它可以被IL一2及Con—A激活而具有辅助T细胞作用,并能分泌IL一2及了一IFN。
Takashima等应用RT—PCR证实在激活状态下DETC可以表达许多淋巴因子mRNA,表明DETC是一种重要的表皮免疫细胞。
有报道描述DETC参与免疫抑制,延迟接触性超敏反应。
Sullivan¨¨等发现半抗原化表皮细胞富含Lc时可使动物致敏,而半抗原化表皮细胞富含DETC时可使动物耐受。
DETC在不同品系小鼠及不同部位存在明显差异。
小鼠毛囊周期短且分期明确。
以往很多文献报道了毛囊相关免疫系统包括神经因子、细胞因子、黑素细胞、角朊细胞等影响毛囊生长周期,进而影响SIS。
我们也曾报道了拔毛诱导的毛囊周期中MHC—II及Thy—l抗原的表达及作用¨L”o。
但LC密度在毛囊周期中如何变化目前尚无报道,DE—TC在毛囊周期中不同区域内的密度变化前入曾有报道}6j:将带1个纵切毛囊的表皮分成5个区域,研究毛发周期不同阶段各区域18T细胞的变化。
结果显示表皮区18T细胞数生长期比休止期显著增加(6.2:3.7/MF),即生长期Ⅳ(拔毛后第5天)及生长期V一Ⅵ(拔毛后第8天)明显增多。
表明DETC与毛囊周期及SIS关系密切。
因此进一步探讨拔毛诱导毛囊间表皮LC及DETC的变化是否具有毛囊周期相关性很有意义。
本实验选用C57BL/6小鼠建立毛囊周期。
自动发育的毛囊周期同步性差,拔毛可快速刺激表皮增生及毛发生长。
本研究通过拔毛刺激诱导小鼠毛囊进入生长期、退行期直至休止期的变化,动态观察了此三阶段变化过程中毛囊间表皮LC及DETC的密度及形态变化。
结果显示毛囊间表皮LC及DETC于拔毛后第2天开始密度值升高,第4—8天出现最高值,以后逐渐下降,第17—20天密度逐渐恢复到拔毛前数值,且二者形态也有相应变化。
表明毛囊间表皮LC及DETC于毛囊生长期密度最高、树突多,有的有分枝;退行期下降,至休止期稳定,树突也变少。
实验选取同周龄小鼠,所有躯干皮肤处于休止期(可从皮肤颜色粉红色判断出来),给予相同喂养及实验条件。
生长期是通过拔去所有休止期毛干诱导产生的,这种方法以前有过报道[1引:将松香/石蜡1:1混合,熔化后凉至30℃左右涂小鼠背部,变硬后揭去。
用此方法拔毛,诱导出的生长期毛囊在形态学上与自然发育的毛囊无大差别¨“。
有报道n51采用金属探针加热至58。
C,接触鼠耳10秒种,2小时后LC开始皱缩,2天后彻底消失。
本研究避免了温热刺激可能引起的LC的变化,排除了年龄、性别、温度、食
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物等理化因素的影响。
拔毛前1天取5只实验鼠,应用电动推剃掉小鼠躯干部休止期毛发,同时剃毛鼠也作为对照组,其LC及DETC数量、形态与拔毛诱导毛囊周期组二者的变化形成对照。
拔毛破坏毛囊完整性的同时,必然对皮肤产生一定影响。
表皮中LC及DETC的动态变化可能是作为一种抵御外界有害刺激的因素之一。
引起此变化的机理还不清楚,我们考虑主要有两点:一是LC在毛囊生长期密度显著增加且树突增多,有利于其识别并递呈外来抗原,使机体抵御外界侵害力增强。
DETC相应变化提示其可能与LC一起共同完善T细胞介导的免疫应答,调节SIS,有报道在接触性超敏反应中,可见二者在激发阶段早期出现并行活化¨“。
二是我们推测LC及DETC在毛囊周期中的变化可能与皮肤内的某些细胞因子有关。
正常情况下,LC参与和控制角质形成细胞的角化过程,DETC的生长有赖于角朊细胞分泌的IL一7【17]。
二者的密度增加具体机制还不清楚,可能是由于表皮下区域的汇集或表皮中抗原阴性前体递呈抗原所致。
此研究证明了LC及DETC的变化与毛囊周期具有相关性,进一步确定了皮肤免疫细胞与毛囊及SIS的关系。
但是,关于LC及DETC的变化与毛囊周期相关性确切机理还不清楚,进一步探讨此作用机制,必然会为临床一些侵犯到毛囊的免疫相关性疾病如秃发等发病机制及病因治疗等方面提供一定帮助,为这些疾病的免疫治疗药物的开发与利用开辟广阔前景。
结论
1.拔毛可引起毛囊间表皮LC及DETC密度及形态变化,且此变化与毛囊周期具有相关性。
2.密度变化:拔毛后第2天二者密度开始升高,第4—8天最高,以后有所下降,到第17—20天,二者密度基本恢复同拔毛前。
3.形态变化:拔毛后3天内二者胞体小,树突少且短;第4—8天二者胞体变大,树突多且粗大;以后胞体又变小,树突变少且细。
・2l-
本研究创新点
1.首次观察到毛囊周期中毛囊闻表皮LC与DETC的变化。
2.首次证明了表皮LC及DETC的变化与毛囊周期具有相关性。
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参考文献
1.SlominskiA,PansR,PlonkaP,eta1.Melanogenesisduringtheanagen—
catagen~telogentransformationofthemurinehaircycle.JInvestDerma—
tol,1994,102:862-869。
2.PausR,HandjiskiB,CzametzkiBM,eta1.Amurinemodelforinducingandmanipulatinghairfollicleregression(catagen):effectsofdexametha-
soncandcyclosporinA,JInvestDermatol,1994,103:143—147.
3.杨淑霞,马圣清等.C57BI.t5小鼠毛发周期动物模型的建立.中华皮肤科
杂志,1999,32:252—53.
4.BergstresserPR,CruzJrPD,TakashimaA.DendriticepidermalTceUs:lessonsfrommiceforhuman.JInvestDermatol,1993,100:80s.
5.SlominskiA,PausR.Melanogenesisiscoupledtomurineanagen:towardrlewconceptsfortheroleofmelanocytesandtheregulationofmelanogenesisinhairgrowth,JInvestDermatol,1993,101:90s一97s.
6.PansR,HofmannU,EichmllerS,ctal:Distributionand
changingdensity
ofGamma—deltaTcellinmurineskinduringtheinducedhaircycle.BritishJournalofDermatology,1994,130:281—289.
7.SvenMuller—Rover,BoriHandjisk,CarinaVanderVeen,eta1.Acompre.hensiveguidefortheaccurateclassificationofmarinehairfollicleindistincthaircyclestages.JInvestDermatol,2001,117:3一15.
8.程洁,朗格汉斯细胞生物学.张学军,刘维达,何春涤主编,《现代皮肤病
学基础》,第一版.第三章,第三节.北京:人民卫生出版社,2001,108—
130.
9。
TschachlerE.ExpressionofThy一1
antigenbyroutineepidermalceHs.JInvestDermatol,1983,81:282.
10.BergstresserPR.Thy—lantigenbearingdendriticcellspopulatemurineep.
idermis.JInvestDermat01.1983.81:286.
11.SullivanS,BergstresserPR,TigelaarRE,eta1.Inductionandregulationof
contacthypersensitivitybyresident,bonemarrow—derived.dendritic
epi.dermalcells.JImmunol,1986,137:2460.
・23・
12.高莲姬,赵玉铭,王雅坤等.小鼠毛囊周期中MHC—II类抗原的表达.中华皮肤科杂志,2003,36:350.
13.高莲姬,赵玉铭,王雅坤等.小鼠毛囊周期中Thy一1抗原的表达.中国皮肤性病学杂志,2003,17:301—303.
14.PausR,StennKS,LinkRE.Telogenskincontainsallinhibitorofhair
growth.BritishJournalofDermatology.1990,122:777—784.
15.GhaznamieM,PapadimitriousJMandHeenanPJ.Therepopulationof
Langerhanscellsafterdepletionbymildheatinjury.BrJDermatology1999,141:206—210.
16.Tsuruta,KanedaK,TeramaeHandIshiiM.InvivoactivationofLanger.hansceilsanddendriticepidermalTcellsintheelicitationDhaseofmurinecontacthypersensitivity.BritishJourmalofDermatology.1999,140:392—399.
17.AllisonJP,HavranWL..玎1eimmunobiologyofTcellswithinvariantGamma
—deltaantigenreceptors.AnnuRevImmunol,-1991,9:679—705.
・24・
致谢
本研究从选题设计、课题实施到论文撰写,始终得到导师赵玉铭副教授的指导和启发,从而使本课题得以最终完成。
在此表示衷心的感谢!
感谢王雅坤副主任技师对实验操作的耐心指导!感谢郭英军、夏立新尚英彬、郭春芳等医师给予的指导和热心帮助!
感谢陈洪铎院士在百忙中对本研究工作给予的关怀,以及为本工作的顺利进行提供的优越的实验条件!
感谢宋芳吉教授、何春涤教授、高兴华教授、耿龙副教授、肖毅副教授、林俊萍副教授、李波副教授、王志敏技师等对本工作给予了许多帮助,感谢全体皮肤科医师及护士老师在工作、学习中给予的热情帮助及指导!
特别感谢研究生处、院研究生科等各级领导的关怀及指导!
还要衷心感谢各位专家、老师、同学百忙中来参加答辩!
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;,综述1
、…一一,
朗格汉斯细胞与毛囊周期及毛囊免疫学
毛发生长是周期性的,它的生长和脱落取决于毛囊从生长期、退行期和休止期三个阶段的周期性变化。
生长期时毛囊有高度代谢活性,形成有色素的高度分化的毛干;休止期时这些活动则停止。
位于毛母质中的黑素细胞仅在生长期产生黑色素,从而使毛囊有颜色¨’21,一般认为毛发周期是皮肤固有的“生物钟”调控的,具体机制尚不十分清楚,然而激素、营养、情绪及药物等因素均对毛发周期有一定影响口J。
另外,皮肤周期独特的“皮肤相关淋巴样组织(SALT)”而具有许多免疫功能,以此构成机体预防与抵制外界微生物侵犯的重要一线屏障。
毛囊是皮肤的重要组成结构,很多现象证明其在皮肤免疫系统(SIS)中占重要地位,皮肤免疫可能与毛囊周期的调控有关。
对于毛囊周期的研究,国内外曾有报道用C57BIM6或C3H小鼠成功建立动物模型¨'4』,观察了拔毛诱导的毛发周期中毛囊的形态学及免疫学变化。
LC是位于表皮的树突状细胞,是表皮中的主要抗原递呈细胞(APC),其具有游走和迁移的特性,大量的研究证明某些刺激因素如感染、化学物质或炎症介质的损伤,紫外线照射及同种异体皮肤移植等均可刺激Lc迁移到局部引流淋巴结”。
8J,导致T淋巴细胞的致敏、增殖活动,发挥机体的免疫功能,因此LC在SIS中起到基础性作用,与皮肤病的发生及机体抗病能力关系密切。
而如上所述,毛囊在SIS中占重要位置。
LC主要位于表皮及毛囊周围,可以想象毛囊周期及毛囊免疫学对Lc有一定影响,但LC具体变化及机制尚不清楚,因此研究意义重大。
以下就对LC与毛囊周期及毛囊免疫学相关内容作一简要综述。
一、毛囊周期形态学变化及生长期特点
小鼠毛囊形态的形成及其出生后退行期、休止期及生长期发育遵循一个相当精确的时间间隔一1。
拔毛诱导C57BL6小鼠毛发生长周期中,以往文献已报道了毛囊的显著形态学变化,即拔毛后1天内,毛囊的组织形态与拔毛前元明显差异,鼠皮亦呈粉红色(休止期);拔毛后第2天开始,毛囊在
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形态学上有明显改变,毛囊上皮细胞是增生分裂状态,第5天达生长高峰,出现黑色素及新生毛发,鼠皮呈黑色(生长期);以后是增生平稳状态,至17—19天出现退化改变,黑素生成减少,鼠皮呈灰色(退行期),直到20天则停止生长,鼠皮亦恢复到原先的粉红色(休止期)。
拔毛诱导的小鼠毛囊生长期,历时约17天,根据其形态改变分为六个亚期,皮肤各层组织及其附属器官如毛囊、皮脂腺等都出现了明显的增生活跃状态,而且这些变化同步于毛基质中黑素细胞的出现及随之而来的黑素生成。
拔毛诱导的鼠毛发生长周期中毛囊的形态学变化与自然状态下的鼠毛发生长周期中毛囊的形态学变化基本一致。
对于鼠毛囊周期特定阶段的准确分类,相关文献也有综合叙述‘91。
二、毛囊周期免疫学特点
1.鼠毛发生长周期转化中的黑素形成
据文献报道,C57BL/6小鼠的躯干部皮肤的黑素细胞只存在于毛囊中,且在毛囊基质的基底层,接近毛乳头部位,仅于生长期时合成黑素并传递给角质形成细胞,使皮肤变为黑色;至退行期,黑素的生成减少,皮肤呈灰色;休止期时黑素的生成完全停止,使皮肤变为粉红色。
不同毛发周期中的一系列毛囊形态学及超微结构色素方面的问题在一些文献中已有论述。
但毛发色素的根本规律性仍不清楚。
黑素生成是生长期诱导的最早期信号,在休止期则没有黑素生成¨L“。
以前部分学者的工作提出,毛囊休止期与生长期转化过程中黑素生成的起始及调控的酶学机制一。
”1。
近来,又有关于鼠毛发生长期一退行期一休止期三期转化过程中的黑索形成的生物理化分析。
其通过用电子顺磁场共鸣分光镜测试,可知酪氨酸酶的活性及浓度与多巴色素互变异构酶活性均可与黑素形成相比较。
与皮肤颜色变化及黑素形成的显著组织学变化相伴随的有以下几点:(1)黑素相关电子顺磁共振信号下降(2)酪氨酸酶及多巴色素互变异构酶活性下降(3)80—85KD黑素相关蛋白及66—68KD酪氨酸酶蛋白在皮肤中浓度下降。
这些毛囊黑素生成的生物理化学参数可作为说明生长期突然终止及退行期发育的一种新颖的特异的标记物。
这些参数也说明了毛囊生长期一退行期一休止期变化过程中的黑素形态变化是在生长Ⅳ期就开始的一个随机过程。
对黑素细胞生物学性状的影响因素如细胞因子、神经因子、角朊细胞有较丰富的研究¨“”。
表皮黑素细胞增殖和黑素生成有关的信号转导途径已明确论述Ⅲ。
,一系列的研究均证明黑素细胞在毛囊免疫学中发挥重要作
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