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实验背景:器官移植,通过将结构和功能相对完好的供体器官转移到受者体内使其进一步发挥作用,目前是治疗终末期器官衰竭病人最直接也最有效的临床手段。然而移植术后,出现移植物排斥反应,供体功能出现异常,甚至衰竭,最终导致移植失败。手术过后,通过使用免疫抑制药物来抑制患者体内对供体产生的免疫排斥反应,但长期服用会产生各种副作用,对患者产生不利影响。因此,寻找能够有效诱导受体产生对供体的免疫耐受的方法,是解决问题的关键。CD47是一类广泛表达于各种细胞表面的跨膜糖蛋白,其在调节细胞生存与功能方面发挥多重作用,通过与信号调节蛋白α(Signal regulatory proteinα,SIRPα)相连,向巨噬细胞发出“别吃我”的信号,使机体细胞免于吞噬。利用猪到小鼠的异种移植进行异种造血细胞移植发现,供体CD47不能与受体巨噬细胞的SIRPα相互作用,最终导致异种细胞的排斥。然而表达小鼠CD47的猪细胞,无论体内还是体外,都能受到小鼠巨噬细胞的保护作用,从而免于吞噬。预先对受体输注供体特异性造血细胞发现,供体CD47表达的缺失能够激活固有免疫反应并最终导致移植细胞排斥,说明CD47在细胞移植中对移植物起到保护作用。然而在实体器官移植中,CD47对于移植物是否像细胞移植一样对供体起到保护作用,目前尚不清楚。肝脏被视为人体最大的免疫耐受器官,其中的间充质细胞与非间充质细胞都可能和免疫耐受的诱导相关。在大鼠心脏移植模型中,预先输注供体特异性肝细胞可以使移植供心长期存活,诱导免疫耐受。然而在小鼠模型中,供体来源肝细胞的预先输注是否能够诱导产生免疫耐受,供体细胞上CD47又在其中发挥什么作用目前仍不清楚。实验目的:探索CD47在实体器官移植免疫中所发挥的作用,寻找更为有效地诱导免疫耐受的方法。实验方法:(1)利用CD47表达缺失小鼠,通过小鼠心脏或皮肤移植,术后观察移植物生存期,并进行组织学检查,观察供体CD47的缺失分别在同系以及MHC分子错配的同种异体之间对于抑制免疫排斥反应所发挥的作用。(2)使用血小板反应蛋白1(Thrombospondin 1,TSP1)表达缺失小鼠,通过小鼠心脏或皮肤移植,观察移植物生存时间并通过组织学验证,探索CD47-TSP1通路在器官移植中的作用。(3)使用心脏移植模型,预先给予受体供者来源的肝实质细胞脾内输注,分别观察在同系、同种异体以及异种中移植供心的生存期是否延长,并通过组织学染色加以证实。实验结果:(1)利用CD47 KO小鼠以及小鼠皮肤或心脏移植模型,我们发现,当同系之间以及MHC-Ⅰ分子错配时,供体CD47 KO组与对照组的移植物均能不发生排斥并长期存活。然而在MHC-ⅠI分子错配甚至MHC-Ⅰ/II分子错配时,供体CD47KO一组移植物生存时间较对照组明显延长,组织学检查发现当对照组出现排斥时,实验组炎性细胞浸润情况轻于对照组。在使用组织相容性复合体全错配小鼠时,供体CD47 KO与对照组并无差别,移植供心迅速排斥;给予受体抗CD8抗体,CD47 KO的供心发生排斥,与对照组生存期相似;使用半乳糖基转移酶敲除(α1,3-galactosyltransferase gene knockout,Gal T-KO)小鼠,发现供体CD47 KO可以延长移植供心的生存时间。(2)利用MHC-Ⅰ/II分子错配小鼠心脏移植模型,发现给予抗受体TSP1抗体可以对移植物起到保护作用;使用TSP1 KO小鼠分别作为供体或受体,均发现心脏移植物生存期较对照组延长。(3)对要进行小鼠心脏移植的受体预先输注供体来源的肝实质细胞,移植物生存期延长;单次注射环孢霉素A(Cyclosporine A,Cs A)联合应用,心脏移植物的生存期没有进一步延长;雷帕霉素联合与供体来源的肝实质细胞输注不能对移植供心起到保护作用;预先输注供体来源的CD47 KO小鼠的肝实质细胞,相比与野生型,移植供心排斥速度加快;MHC-ⅠI分子错配小鼠心脏移植中,预先输注供体来源的肝细胞可以使移植供心的存活时间延长,并且在术后4,7和14天均发现受体脾与肝脏中有供体来源细胞存活;利用大鼠-小鼠异种心脏移植模型,发现预先输注供体来源的肝实质细胞后移植供心迅速发生排斥,组织学染色提示发生抗体介导排斥反应。结论:(1)同基因和MHC-Ⅰ分子错配的同种异体小鼠心脏移植中,供体CD47表达的缺失不能诱导排斥反应;在MHC-ⅠI和MHCI/II分子错配的小鼠移植中,供体CD47表达缺失能够对移植物起到保护作用;在同基因小鼠心脏移植中,供体CD47表达缺失抑制抗体介导的排斥反应。(2)TSP1加速组织相容性复合体全错配移植物发生排斥。(3)预先输注供体来源的肝实质细胞可以对器官移植物起到保护作用;供体肝实质细胞CD47表达缺失不能延长小鼠移植物存活时间。