小鼠在短期营养不良状态下免疫功能解析

小鼠在短期营养不良状态下免疫功能解析

沈继伟、刘志强、金英朝、张雪松

黑龙江省医院 150036

摘要：目的：以急性饥饿状态下的小鼠为研究对象，研究短期绝食对免疫机能的影响。方法：以成年C57BL/6小鼠作为实验对象，自由饮水，断绝饲料的供应，于绝食后第一天、第三天，对免疫机能的变化进行解析。结果：在饥饿后第1天，IFN-r和IL-4在NKT细胞中产生的比例显著增加（P<0.05）；所有受检器官在饥饿后第1天和第3天，淋巴细胞数量均明显减少，特别是在饥饿的第3天，胸腺淋巴细胞的数量少于正常小鼠的10%（P<0.05）。在饥饿后第1天肝脏NK、NKT细胞毒性增强，在第3天就消失，认为细胞毒性的功能激活是由饥饿相关应激诱导的。结论：短期绝食会增强机体的自然免疫功能。

关键词：短期营养不良状态；NK细胞；NKT细胞

一直以来认为，短期绝食（急性饥饿状态）会引起免疫应答的低下。但是近年来有关报道指出，NK细胞、NKT细胞及胸腺外T细胞在急性饥饿状态下可以增强机体的自然免疫功能^[1]。为此，本实验以急性饥饿状态下的小鼠淋巴球的phenotype及机能为中心进行解析，研究短期绝食对免疫机能的影响，现报道如下。

1.资料与方法

1.1一般资料

C57BL/6 小鼠购自Charles River Japan，所有小鼠均在8~12周龄时进行实验，将小鼠置于恒温(25 2℃)、湿度(50~70%)、光照/暗循环(08:00~20:00h)的房间中，在日本新泻大学动物实验设施中进行无特异性病原体饲养。对照组小鼠可随意进食。饥饿组小鼠24h不进食，所有小鼠可持续自由饮水。本次实验通过了动物伦理委员会批准。

1.2方法

（1）从肝脏和脾脏的单核细胞中提取总RNA。采用硫氰酸胍-氯仿法从肝脏和脾脏的单核细胞中提取总RNA，在2%琼脂糖凝胶上用溴化乙锭在紫外照射下进行PCR产物的纯化。

（2）用Cytofix/Cytoperm Plus TM Kit试剂盒，通过流式细胞仪对各脏器的Intracellular Cytokine 进行测定。测定NK细胞及NKT细胞中IL-4、lFN-r的表达。

（3）通过⁵¹Cr游离实验，对急性饥饿状态下小鼠淋巴细胞的细胞毒性杀伤活性进行解析。

2.结果

2.1 IFN-r和IL-4在NKT细胞中产生的比例

观察NK、NKT、T细胞功能变化（图1），在NKT细胞中，IFN-r和IL-4产生显著，特别是在饥饿后第1天，IFN-r和IL-4在NKT细胞中产生的比例显著增加（P<0.05）。

图1

2.3饥饿后各个免疫器官的淋巴细胞数量减少

所有受检器官在饥饿后第1天和第3天，淋巴细胞数量均明显减少，特别是在饥饿的第3天，胸腺淋巴细胞的数量少于正常小鼠的10%（图2）。

图2

2.4饥饿后增强NK细胞毒性和自身反应活性

在饥饿后第1天肝脏NK、NKT细胞毒性增强，在第3天就消失（图3），认为细胞毒性的功能激活是由饥饿相关应激诱导的。

图3

讨论

在这项实验中，我们证实了机体先天性免疫功能对饥饿引起的应激具有一定的抵抗力。小鼠在短期饥饿状态下，肝脏、脾脏和肌肉中的淋巴细胞数量大大减少，即使在这种情况下，胸腺外细胞、NKT细胞及NK细胞的数量仍然保持不变。换言之，对应激最敏感的淋巴细胞是胸腺细胞和胸腺衍生的。曾有关报道也指出，胸腺外T细胞和NKT细胞是系统发育早期的淋巴细胞^[2]。

除了抗应激外，我们在以往研究中发现，NKT细胞和NK细胞在其功能上会因饥饿而增强。在本次实验中，我们还研究了NKT细胞或因饥饿而受损的NK细胞的某些功能，以及同时产生的Th1型细胞因子（IFN-r）和Th2型细胞因子（IL-4）。通过对NKT细胞的分析发现，饥饿使IFN-r和IL-4产生的比例和大小随着荧光强度的增加而增加，尤其是在饥饿后第1天，细胞毒性活性也是如此。与正常小鼠相比，饥饿后第1天实验小鼠的NK细胞毒性和NKT细胞毒性均升高。这些结果表明短期饥饿诱导的应激可能增加先天免疫的功能活性，尤其是NKT细胞。

综上所述，24h内的短期绝食可诱导担当自然免疫的NK、NKT细胞的功能增强，从而使自然免疫系统的活性增强。

参考文献

[1] H.Oya,T.Kawamura,T.Shimizu,M.Bannai,H Kawamura,M.Minagawa, HWatanabe K.Hatakeyama,T.Abo,The differential effect of stress on naturalkiller T and NK cell function, Clin. Exp. Immunol. 121 (2000)384-390.

[2]K. Shimamura, H. Kawamura, T. Nagura, T. Kato, T. Naito, H Kameyama, K Hatakeyama, T. Abo Association of NKT cells and granulocytes with liverinjury after reperfusion of the portal vein, Cell. Immunol.234 (2005)31-38.