綦曉龍,陳川寧,徐 亮,吳曉霞
(瀘州醫(yī)學(xué)院:1.附屬醫(yī)院普外科;2.生物化學(xué)及醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)教研室,四川 瀘州 646000)
樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cells,DCs)被認(rèn)為是目前發(fā)現(xiàn)的機(jī)體內(nèi)功能最強(qiáng)大的抗原提呈細(xì)胞(antigen presenting cells,APC)。DCs能有效地激活、誘導(dǎo)初始T細(xì)胞,引發(fā)機(jī)體的免疫應(yīng)答或免疫耐受,在免疫耐受和免疫調(diào)節(jié)中的作用日益受到廣泛關(guān)注。近年來(lái),隨著移植免疫反應(yīng)機(jī)制研究的逐步深入,人們發(fā)現(xiàn)DCs的成熟狀態(tài)是機(jī)體誘導(dǎo)移植排斥反應(yīng)或誘導(dǎo)移植耐受的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1],通過(guò)DCs誘導(dǎo)耐受是延長(zhǎng)移植物存活的有效方法。研究發(fā)現(xiàn),ω-3PUFAs可使大鼠DCs的CD40、CD80、CD86及MHCⅡ等表型明顯下調(diào),其抗原提呈功能也受到明顯影響[2]。在臨床實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),ω-3PUFAs對(duì)類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、潰瘍性結(jié)腸炎等多種自身免疫性疾病具有一定的治療作用,可以緩解上述疾病的病程進(jìn)展[3-4],提示其可能與自體免疫反應(yīng)的抑制有關(guān)。本研究在體外以二十二碳六烯酸(DHA)處理DCs,觀察其對(duì)DCs細(xì)胞形態(tài)、免疫表型及細(xì)胞因子釋放的影響。
1.1 材料與試劑 RPMI-1640購(gòu)自Gibco公司;人淋巴細(xì)胞分離液(Ficoll)購(gòu)自天津?yàn)笊镏破房萍加邢薰?;rhGMCSF及rhIL-4購(gòu)自美國(guó)Peprotech公司;DHA、飽和脂肪酸(SA)及內(nèi)毒素脂多糖(LPS)購(gòu)自美國(guó)Sigma公司;逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)試劑盒購(gòu)自BioBRK公司;ELISA試劑盒購(gòu)自上海西唐生物科技有限公司;Wright-Giemsa染液購(gòu)自南京建成生物科技有限公司;FITC標(biāo)記CD80、CD86及HLA-DR單克隆抗體購(gòu)自美國(guó)Sigma公司。
表1 引物序列及擴(kuò)增產(chǎn)物
1.2 方法
1.2.1 DCs的誘導(dǎo)及培養(yǎng) 取健康成人外周血40mL,用肝素抗凝,淋巴細(xì)胞分離液(Ficoll)密度梯度離心法分離出單個(gè)核細(xì)胞(PBMC),D-Hank′s液洗滌,用含10%胎牛血清 RPMI-1640培養(yǎng)液懸浮細(xì)胞,接種。放置37℃、5%CO2孵箱中培養(yǎng)2h,吸棄細(xì)胞懸液,洗去非貼壁細(xì)胞,獲得貼壁的單個(gè)核細(xì)胞。加入含10%胎牛血清RPMI-1640完全培養(yǎng)基、rhGM-CSF、rhIL-4使其終濃度為:rhGM-CSF 500U/mL,rhIL-4250 U/mL。隔日半量換液,誘導(dǎo)5d。
1.2.2 DCs的處理和分組 將細(xì)胞分為4組,分別為未成熟組、成熟組、DHA組及SA組(飽和脂肪酸對(duì)照組),并行細(xì)胞爬片。分別將DHA和SA(均以50%乙醇溶解)加入相應(yīng)組的培養(yǎng)基中,使其終濃度為50μmol/L,未成熟組和成熟組則分別加入相應(yīng)劑量的乙醇作為平衡。第6天(脂肪酸作用24h后),除未成熟組外,各組分別加入LPS 100μg/L誘導(dǎo)DCs成熟,第8天(LPS作用48h后)收集各組細(xì)胞進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的檢測(cè)。
1.2.3 形態(tài)學(xué)檢測(cè) 培養(yǎng)第8天時(shí)在細(xì)胞爬片中加入95%乙醇固定15min,用磷酸鹽緩沖液(PBS)洗2遍,Wright-Giemsa染色,顯微鏡下觀察,攝片。
1.2.4 ELISA測(cè)定IL-12p70及TNF-α水平 收集各組細(xì)胞培養(yǎng)上清液,每組至少3復(fù)孔。取出酶標(biāo)板,依照次序?qū)?yīng)分別加入50μL的標(biāo)準(zhǔn)品于空白微孔中;分別標(biāo)記樣品編號(hào),加入50μL樣品于空白微孔中;在樣品孔中加入10μL生物素標(biāo)記液;在標(biāo)準(zhǔn)品孔和樣品孔中加入50~100μL酶標(biāo)記液;37℃孵育反應(yīng)60min;在孔板搖床上用洗滌液清洗5次,每次靜置10~20s;每孔加入底物(顯色劑)A、B液各50μL;37℃下避光孵育反應(yīng)15min;每孔加入50μL終止液終止反應(yīng)。于酶標(biāo)儀上以波長(zhǎng)450nm測(cè)定各孔的OD值。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,取3次實(shí)驗(yàn)的平均值。
1.2.5 DCs表面相關(guān)表型的檢測(cè) 將不同時(shí)期的DCs用PBS調(diào)至4×105個(gè)/mL,加入離心管,每管200μL,加FITC標(biāo)記的CD80、CD86和 HLA-DR單抗,4℃ 標(biāo)記30min后,PBS洗滌,用600μL LPBS重懸細(xì)胞待測(cè)。
1.2.6 RT-PCR檢測(cè) DCs中 CD80、CD86、HLA-DR mRNA的表達(dá) RT-PCR步驟:(1)提取總RNA,冰上收集細(xì)胞加入1 mL冰TRNzol勻漿,依次經(jīng)氯仿、異丙醇等抽提總RNA。(2)RT反應(yīng)體系20μL,總RNA XμL(<1μg),RNase free H2O(11-X)μL,5×RT Buffer 4μL,dNTP Mixture(10mM)2μL,Super-RI 0.5μL,RT-Enhancer 0.5μL,Oligo(dT)18 (50 pmol/μL)1μL,ReverTra Ace 1μL。反應(yīng)條件:30℃10min,42℃30min,99℃5min,4℃5min。(3)PCR反應(yīng)體系20 μL,RT產(chǎn)物2μL,RNase free H2O 6μL,2×Taq PCR Master-mix 10μL,上、下游引物(10pmol/μL)各1μL。反應(yīng)條件:94℃預(yù)變性2min,94℃變性30s,58℃退火30s,72℃延伸60 s,30個(gè)循環(huán),72℃后延伸5min。反應(yīng)結(jié)束后,取10μL PCR產(chǎn)物與上樣Buffer混勻,與PCR-Marker一起,在含1mg/mL溴化乙錠的3%瓊脂糖凝膠中電泳,在紫外透射儀下觀察結(jié)果。電泳結(jié)果采用凝膠圖像分析系統(tǒng)觀察并照相,黑馬凝膠圖像分析系統(tǒng)分析電泳圖像,以目的基因擴(kuò)增量/內(nèi)對(duì)照(人GAPDH)基因擴(kuò)增量表示所要檢測(cè)基因的表達(dá)量,見(jiàn)表1。
2.1 DCs形態(tài)學(xué)觀察 鏡檢顯示,PBMC呈圓形,胞體小,黏附貼壁生長(zhǎng)。由GM-CSF、IL-4及LPS聯(lián)合誘導(dǎo)的DCs細(xì)胞體積漸漸增大,細(xì)胞形態(tài)也不斷發(fā)生變化,由圓形變成梭形、星形或不規(guī)則形,胞漿變得豐富,細(xì)胞膜伸出很多不規(guī)則突出,并聚集成簇。培養(yǎng)8d的成熟組及SA組細(xì)胞呈現(xiàn)典型的DCs形態(tài),胞體大,不規(guī)則,胞膜向外伸出毛刺狀或樹(shù)突狀突起,呈半貼壁生長(zhǎng);DHA組則與未成熟組細(xì)胞形態(tài)類(lèi)似,見(jiàn)圖1。
圖1 各組培養(yǎng)后DCs經(jīng)Wright-Giemsa染色光鏡觀察結(jié)果(×400)
2.2 流式細(xì)胞儀(FCM)檢測(cè) 誘導(dǎo)第8天后,DCs經(jīng)流式細(xì)胞儀檢測(cè)成熟組CD80、CD86及HLA-DR平均熒光強(qiáng)度明顯上調(diào);其余3組無(wú)顯著差異。但是在其成熟過(guò)程中給予DHA干預(yù)后呈明顯下調(diào),結(jié)果見(jiàn)表2。
2.3 DHA對(duì)DCs分泌細(xì)胞因子水平的影響 以PBS為空白,以各標(biāo)準(zhǔn)OD值及對(duì)應(yīng)濃度制作IL-12p70及TNF-α標(biāo)準(zhǔn)曲線,IL-12p70回歸計(jì)算公式為Y=0.0012 X+0.22,直線相關(guān)系數(shù)(r2)為0.9792;TNF-α回歸計(jì)算公式為Y=0.0009 X+0.0952,直線相關(guān)系數(shù)(r2)為0.9924。ELISA結(jié)果顯示,成熟組與未成熟組相比,IL-12p70和TNF-α水平明顯提高。但是在其成熟過(guò)程中給予DHA干預(yù),其產(chǎn)生的IL-12p70和TNF-α的水平則明顯下調(diào),見(jiàn)表3、圖2。
表2 各組CD80、CD86及HLA-DR的平均熒光強(qiáng)度(,%)
表2 各組CD80、CD86及HLA-DR的平均熒光強(qiáng)度(,%)
△:P<0.01,與未成熟組比較;▲:P<0.01,與成熟組比較。
項(xiàng)目 未成熟組 成熟組 DHA組 SA組CD80 52.7±4.397.8±3.7△ 56.8±4.2▲58.6±5.3 CD86 55.0±3.496.1±1.3△ 60.5±3.8▲ 62.4±4.7 HLA-DR 80.4±7.698.6±3.6△ 81.6±4.6▲79.8±7.5
表3 各組IL-12p70和TNF-α的含量(,pg/mL)
表3 各組IL-12p70和TNF-α的含量(,pg/mL)
△:P<0.01,與未成熟組比較;▲:P<0.01,與成熟組比較。
項(xiàng)目 未成熟組 成熟組 DHA組 SA組IL-12p70189.7±16.3768.1±62.7△ 412.6±62.6▲709.5±47.8 TNF-α 637.6±38.42405.7±125.5△ 1807.4±140.3▲2353.4±194.7
圖2 各組IL-12p70及 TNF-α的含量(pg/mL)
2.4 DHA對(duì)DCs中CD80、CD86、HLA-DR mRNA表達(dá)的影響 CD80、CD86、HLA-DR的PCR擴(kuò)增產(chǎn)物分別與各自GAPDH的PCR擴(kuò)增產(chǎn)物相比,結(jié)果顯示:CD80(F=182.324,P=0.000)、CD86(F=104.611,P=0.000)、HLADR(F=205.319,P=0.000)的4個(gè)組之間均有顯著差異(P<0.01);成熟組與未成熟組相比,有顯著差異(P<0.01);DHA組CD80、CD86及HLA-DR mRNA表達(dá)與成熟組相比均有所減低(P<0.01),說(shuō)明DHA可有效抑制 DCs中CD80、CD86和HLA-DR mRNA的表達(dá),而SA組CD80、CD86和 HLADR mRNA表達(dá)與成熟組比較無(wú)明顯變化(P>0.05),見(jiàn)圖3。
圖3 DHA對(duì)DCs表達(dá)CD80、CD86和HLADR mRNA的影響
DCs是目前發(fā)現(xiàn)的功能最強(qiáng)大的APC,最大的特點(diǎn)是能顯著刺激初始型T細(xì)胞增殖[5]。而其他APC僅能刺激已活化的或記憶性T細(xì)胞,因此,DCs是機(jī)體免疫反應(yīng)的始動(dòng)者,在免疫應(yīng)答中具有獨(dú)特的地位。成熟DCs表達(dá)高水平的共刺激分子CD80、CD86,它們與T細(xì)胞受體CD28結(jié)合,傳導(dǎo)正性共刺激信號(hào),以激活初始型T細(xì)胞并促進(jìn)細(xì)胞因子IL-12的分泌[6]。而未成熟DCs只有低水平的MHCⅡ類(lèi)分子表達(dá),同時(shí)缺乏刺激T細(xì)胞活化必需的輔助分子CD80、CD86等,體外激發(fā)混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)極弱,也不能誘導(dǎo)初始T細(xì)胞活化。隨著免疫抑制治療的進(jìn)展,器官移植取得了很大進(jìn)步,但目前應(yīng)用的免疫抑制是以犧牲機(jī)體整體免疫功能為代價(jià),且有不良反應(yīng)[7],尋找新型的免疫抑制劑和誘導(dǎo)受者對(duì)供者抗原的特異性耐受是當(dāng)前移植學(xué)急需解決的問(wèn)題。
DCs是專(zhuān)職的APC,是眾所周知的高效APC,許多研究已經(jīng)證實(shí)DCs在決定耐受和免疫的平衡上起著關(guān)鍵的作用[8]。ω-3多不飽和脂肪酸中的DHA在體外可以顯著抑制DCs共刺激分子CD80、CD86以及表面抗原提呈分子HLA-DR的表達(dá),從而干擾了DCs與T細(xì)胞之間的共刺激作用,使T細(xì)胞無(wú)法激活。所謂的成熟狀態(tài)不僅僅是對(duì)DCs功能的描述,還包括了它的表型特征。比如,當(dāng)DCs表面高表達(dá) MHC分子、CD40、CD80、CD83、CD86等時(shí),它就被認(rèn)為是成熟[9]。這是因?yàn)镈Cs表面的分子與其對(duì)T細(xì)胞活化的能力是密切相關(guān)的,從免疫學(xué)的角度來(lái)講,一旦DCs表面分子的表達(dá)達(dá)到了成熟的“標(biāo)準(zhǔn)”,DCs也就進(jìn)入了成熟的功能狀態(tài)[10-11]。
DHA還可以抑制DCs細(xì)胞釋放細(xì)胞因子IL-12和TNF-α。IL-12p70是DCs成熟過(guò)程中分泌的一種標(biāo)志性的重要細(xì)胞因子,它能夠促進(jìn)Th0細(xì)胞分化為T(mén)h1細(xì)胞,從而誘導(dǎo)Th1細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)[12-13]。本研究結(jié)果顯示DHA使DCs分泌IL-12p70的水平降低至接近未成熟DCs水平。TNF-α是一種全身性炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)介質(zhì),DHA明顯抑制DCs分泌TNF-α,抑制抗原特異性T細(xì)胞增殖,是DCs誘導(dǎo)外周耐受的一種可能機(jī)制[14-15]。而DCs對(duì)Th1/Th2應(yīng)答平衡的調(diào)節(jié)是決定移植物排斥或耐受的另一重要機(jī)制之一[16-17]。因此,可以認(rèn)為DHA從細(xì)胞免疫表型的表達(dá)和細(xì)胞因子的釋放2個(gè)方面抑制了DCs對(duì)T細(xì)胞的激活能力。而SA在本實(shí)驗(yàn)中并未發(fā)現(xiàn)對(duì)DCs有明顯影響[18]。
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