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为探究低剂量 IL-2 能否通过增加调节性 T 细胞(Tregs)数量和功能、减少 CD8+T 细胞,来减轻糖尿病和氧诱导性视网膜病变小鼠的视网膜炎症和血管损伤,墨尔本大学研究人员开展相关研究,发现低剂量 IL-2 可缓解病变,为治疗糖尿病视网膜病变提供新方向。
糖尿病视网膜病变是工作年龄人群失明和视力受损的主要原因。这一病症的关键在于视网膜微血管受损,随着病情发展,微血管会失去周细胞和内皮细胞,形成无细胞毛细血管,导致组织缺血、血 - 视网膜屏障破坏和新生血管形成。目前,抑制血管内皮生长因子(VEGF)的药物虽在治疗中发挥了重要作用,但存在诸多局限,如仅对部分已有视力损失的患者有效,无法阻止病情进展,且需要反复眼内注射,很多患者反应不佳。
同时,炎症和免疫系统在糖尿病视网膜病变的发展中起着重要作用。其中,调节性 T 细胞(Tregs)表达的 Forkhead box protein P3(Foxp3)能抑制炎症,而 CD8+T 细胞会释放炎症和细胞毒性因子,损伤视网膜血管。白细胞介素 - 2(IL-2)与 T 细胞和免疫细胞上的 IL-2 受体结合,可影响 Tregs 和效应细胞的增殖与分化。低剂量 IL-2 能增加 Tregs 数量和功能,减少效应免疫细胞,且耐受性良好,在多种疾病的临床研究中展现出潜力,但在糖尿病视网膜病变中的作用尚未明确。
为了深入探究低剂量 IL-2 在糖尿病视网膜病变中的作用,墨尔本大学的研究人员展开了一系列研究。他们利用链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠模型和氧诱导性视网膜病变(OIR)小鼠模型,通过腹腔注射低剂量 IL-2(25,000 U)或无菌水(对照组)进行干预。研究结果表明,低剂量 IL-2 在糖尿病和 OIR 小鼠模型中展现出了积极的治疗效果。
在 Tregs 和 CD8+T 细胞方面,低剂量 IL-2 显著增加了血液和脾脏中 CD4+CD25+Foxp3+Tregs 的数量,增强了 Tregs 的功能,提高了细胞毒性 T 淋巴细胞相关蛋白 4(CTLA4)、程序性细胞死亡蛋白 1(PD1)和含免疫球蛋白及免疫受体酪氨酸抑制基序结构域的 T 细胞免疫受体(TIGIT)的表达水平,同时增加了 Tregs 与 CD8+T 细胞的比例。在视网膜中,低剂量 IL-2 使 Foxp3+Tregs 数量显著增加,CD8+T 细胞数量明显减少。
在炎症因子方面,低剂量 IL-2 降低了视网膜中细胞间粘附蛋白 1(ICAM-1)、肿瘤坏死因子(TNF)和趋化因子干扰素 γ 诱导蛋白 10(IP-10)等炎症因子的水平。
在血管病变方面,低剂量 IL-2 有效减轻了视网膜血管病变,显著减少了无细胞毛细血管的数量、新生血管化程度和血管渗漏,降低了血管内皮生长因子(VEGF)的表达。
研究人员为开展此项研究,运用了多种技术方法。在动物模型构建上,通过对小鼠进行氧诱导和链脲佐菌素注射,分别建立了氧诱导性视网膜病变和糖尿病模型。在细胞分析方面,采用流式细胞术检测血液、淋巴结和脾脏中的免疫细胞;利用共聚焦显微镜对视网膜中的 Foxp3RFP+和 CD8GFP+T 细胞进行定量分析。在病变评估上,通过视网膜平铺片染色和成像来量化新生血管化和血管闭塞,使用 ELISA 测定血管渗漏和 VEGF 水平,采用实时 PCR 检测相关基因的表达。
具体研究结果如下:
- 对 OIR 小鼠的影响:低剂量 IL-2 使 OIR 小鼠血液中 Tregs 数量增加至正常水平,增强了脾脏中 Tregs 的功能,提高了 Treg 与 CD8+T 细胞的比例,减少了视网膜中 CD8+T 细胞数量,降低了 ICAM-1、TNF 和 IP-10 的表达,有效减轻了视网膜血管病变,包括减少新生血管化、血管闭塞和血管渗漏,降低 VEGF 蛋白水平。
- 对糖尿病小鼠的影响:低剂量 IL-2 增加了糖尿病小鼠血液和脾脏中 Tregs 的数量,增强了 Tregs 的功能,提高了 Treg 与 CD8+T 细胞的比例,减少了视网膜中 CD8+T 细胞数量,降低了 ICAM-1、TNF 和 IP-10 的 mRNA 水平,减少了无细胞毛细血管的数量、血管渗漏和 VEGF 的表达。
综合研究结果和讨论部分可知,低剂量 IL-2 免疫疗法在糖尿病视网膜病变的治疗中展现出了巨大的潜力。它通过调节 Tregs 和 CD8+T 细胞的平衡,有效减轻了视网膜炎症和血管损伤,为糖尿病视网膜病变的治疗提供了新的思路和方法。不过,目前仍有一些问题有待进一步研究,如低剂量 IL-2 对血 - 视网膜屏障及其紧密连接的直接保护作用,以及其对眼内 IL-2 水平的影响等。但总体而言,这项研究为糖尿病视网膜病变的治疗开辟了新方向,有望为患者带来新的希望。