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中国科学技术大学
博士学位论文
NK 细胞发育及蜕膜NK 细胞在胚胎耐受中的功能
姓名:傅斌清
申请学位级别:博士
专业:细胞生物学
指导教师:魏海明
2011-04
摘要
摘要
自然杀伤细胞(Natural killer cells,NK cells)是天然免疫系统的重要成员,分
布于外周各淋巴器官及血液循环系统。不同与T、B细胞,NK细胞无需抗原的预
先刺激与活化即可发挥细胞毒效应,并分泌多种细胞因子及趋化因子,具有杀伤
微生物及招募免疫系统中其他细胞等多种生物学功能,从而在抗击感染,自身免
疫病及肿瘤等多种疾病中发挥重要功能。近期越来越多的研究发现,NK细胞除
杀伤肿瘤的能力外,更具有调节免疫系统和维持免疫平衡的功能。尤其是在妊娠
早期,超过80%的母胎界面淋巴细胞均为NK细胞,而其免疫学功能至今不为人
知。与此同时胎儿作为一种异基因移植物,却能够建立和维持妊娠的进行,这些
都无法用经典的移植免疫耐受或肿瘤免疫逃逸理论来解释。因此,对NK细胞的
调控功能,尤其对胚胎耐受的机理的研究,不仅对妊娠免疫极其重要,对研究移
植免疫及临床NK细胞治疗也都有重要意义。

与 T 细胞和 B 细胞相比,对 NK 细胞发育及其功能的认识至今仍然比较有
限。为了更好的研究 NK 细胞在胚胎耐受中的作用,首先要了解蜕膜 NK 细胞
的特征。蜕膜 NK 细胞在基因谱表达,发育阶段和功能上都与外周 NK 细胞有
很大不同。为了进行 NK 细胞发育方面的研究,我们在研究中选取了三种不同
组织来源的人的 NK 细胞:分别是外周血 NK 细胞,脐血 NK 细胞和蜕膜 NK
细胞。研究结果表明采用 CD11b 和 CD27 表面分子可以将人 NK 细胞划分为四
个不同阶段。而蜕膜 NK 细胞与另外两种外周 NK 细胞相比,处于发育的早期。
超过 90%的外周血 NK 细胞都是 CD11b+CD27-细胞亚群,而脐血 NK 细胞则 80%
是 CD11b+CD27-NK 亚群,20%是 CD11b+CD27+NK 亚群。有趣的是,研究中发
现超过 60%的人蜕膜 NK 细胞为 CD11b-CD27-细胞亚群,这与外周 NK 细胞截
然不同。这群 CD11b-CD27-NK 细胞表现出不成熟的特征,高表达 NKG2A,并
且具有向其他亚群细胞分化的潜能。从而更进一步验证了蜕膜 NK 细胞是处于
发育早期的细胞群体。同时,本研究还证明了这四个不同亚群的 NK 细胞的功
能也有所区别。CD11b-CD27+ 和 CD11b+CD27+ NK 细胞亚群在四个群体中分泌
细胞因子的能力最强,CD11b+CD27-NK 细胞主要表现为杀伤功能。因此,本研
究表明不同组织来源的人 NK 细胞处于发育的不同阶段,并且具有不同的功能
特征,从而建立了一种区分人 NK 细胞分化的新模型。同时,我们也验证了蜕
膜 NK 细胞具有与外周 NK 不同的特性,包括有大量的具有发育分化潜能的
CD11b-CD27-NK 细胞、能分泌细胞因子的 CD11b-CD27+ 和 CD11b+CD27+NK
细胞亚群。
I
摘要

蜕膜 NK 细胞在发育上显示了与外周 NK 细胞所不同的独特特性,且在妊
娠过程中又在母胎界面大量聚集,那么它在妊娠中行使的功能和相关的机制到
底是怎样的呢?本研究发现在妊娠前三个月的蜕膜组织中有 70%以上的淋巴细
胞为 NK 细胞,而 T 细胞极少,低于 10%。并且这些蜕膜 NK 细胞有 20%以上
的比例为 CD56brightCD27+NK 细胞,大大高于外周 NK 低于 5%的该亚群比例。
并且,随着妊娠的终结,晚期蜕膜局部的 CD56brightCD27+NK 细胞逐渐减少,
伴随着 T 细胞增多,逐渐接近外周中的细胞比例。此外 CD56brightCD27+NK 细
胞还是 NK 细胞中分泌 IFN-γ等细胞因子的主要群体。那么只在妊娠早期,也就
是胚胎植入最关键时间出现的 CD56brightCD27+NK 细胞究竟扮演了什么样的角
色呢?

胎儿作为异基因移植物,在妊娠早期为了成功植入并生长,胎儿的滋养层细
胞不停的入侵母体。在入侵的过程中必然引发一定的炎症反应。如何控制炎症反
应,使之维持在温和平衡的范畴内,是胚胎耐受的关键问题。而TH17细胞,作
为炎症过程中关键的致炎细胞,在很多疾病模型中发挥作用。我们检测了正常妊
娠早期蜕膜组织中TH17细胞,发现正常妊娠中有2%以内的TH17细胞,显示了轻
微的炎症。考虑到IFN-γ可以抑制TH17的极化,我们分别用外周血NK细胞和正常
人蜕膜NK细