張巧鳳,郭鈺琪,李 霞,王 麗,張洪海,姚成芳
(1山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所,濟(jì)南250062;2濟(jì)南大學(xué)、山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院)
機(jī)體的免疫功能受外界環(huán)境因素的影響,溫度變化也可影響免疫功能[1,2]。低溫可致人體免疫功能下降,對慢性支氣管炎、哮喘等疾病易感或加重[3]。機(jī)體的皮膚及黏膜系統(tǒng)作為與外界相通的屏障,對環(huán)境溫度變化極敏感。樹突狀細(xì)胞(DC)是機(jī)體黏膜系統(tǒng)的重要組成部分,是連接固有免疫及適應(yīng)性免疫的橋梁,在組織局部捕獲抗原后,通過循環(huán)系統(tǒng)遷移,并依賴其表面分子遞呈抗原、啟動T細(xì)胞活化及極化,發(fā)揮重要的免疫調(diào)節(jié)作用。目前關(guān)于低溫對DC的影響尚不明了。中藥玉屏風(fēng)散為防邪入侵的經(jīng)典方劑,具有抗菌、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)及增強(qiáng)免疫功能等作用[4],臨床廣泛用于治療外感疾病。為探討低溫及玉屏風(fēng)散處理對DC功能的影響,2012年10月~2013年9月,我們進(jìn)行了相關(guān)研究?,F(xiàn)報(bào)告如下。
1.1 材料 ①實(shí)驗(yàn)動物:清潔級雌性BALB/c小鼠50只,6~8 周齡,體質(zhì)量(17.92 ±1.03)g,購自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動物公司。②藥物、試劑及儀器:玉屏風(fēng)散由防風(fēng)、黃芪、白術(shù)組成。FITC-CD86、PE-I-Ad(MHC-Ⅱ,BD Pharmingen 公司),PE-Cy5-CD11C(eBioscience公司),CFS-CCR7(R & D 公司),dNTP、RNA酶抑制劑、Taq酶(上海生工生物公司),內(nèi)參磷酸甘油醛脫氫酶(GAPDH)、CD86、CCR7引物由上海鉑尚生物公司合成。流式細(xì)胞儀(美國BECKMAN),紫外分光光度計(jì)、凝膠成像系統(tǒng)(美國),PCR擴(kuò)增儀(德國Biometra)。
1.2 方法
1.2.1 實(shí)驗(yàn)分組 將50只小鼠隨機(jī)均分為對照組(室溫25℃)、模型組(室溫10℃)及玉屏風(fēng)散小、中、大劑量組。玉屏風(fēng)散小、中、大劑量組分別為225、450、900 mg/(kg·d),連用 7 d;對照組及模型組自由飲水。給藥第4天時(shí),將模型組及玉屏風(fēng)散各組置于低溫[(10±1)℃]容器內(nèi),連續(xù)處理3 d,每天6 h。
1.2.2 DC表面分子表達(dá)檢測 各組小鼠眼球取血約1 mL,置于抗凝管中,采用Ficoll密度梯度離心法分離外周血單個核細(xì)胞,PBS洗兩遍,收集細(xì)胞。用PBS將收集的外周血單個核細(xì)胞重懸至100 μL,每管加入新鮮大鼠血清 20 μL,室溫、避光孵育30 min。按流式抗體說明書依次加入以下抗體,即PEI-Ad、PE-Cy5-CD11C、FITC-CD86或 PE-I-Ad、PE-Cy5-CD11C、CFS-CCR7,4 ℃避光染色 30 min,用 PBS 清洗兩遍,用流式細(xì)胞術(shù)檢測DC表面分子MHC-Ⅱ、CCR7、CD86表達(dá)。
1.2.3 CCR7、CD86mRNA表達(dá)檢測 外周血單個核細(xì)胞總RNA提取:將分離的外周血單個核細(xì)胞先后用TRIzon試劑裂解、氯仿抽提、異丙醇沉淀、75%乙醇及無水乙醇洗滌,經(jīng)紫外分光光度儀檢測RNA的純度與含量。RT反應(yīng):采用Oligo dT為RT反應(yīng)引物,取1.5 μg總RNA逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA 40 μL。PCR反應(yīng):總反應(yīng)體系為25 μL,包含RT 產(chǎn)物4.5 μL、10 ×PCR buffer 2.5 μL、25 mmol/L MgCl22 μL、上下游引物各0.25 μL、10 mmol/L dNTP 0.5 μL、Taq DNA 聚合酶 1 μL,DEPC水14 μL。反應(yīng)條件為95℃預(yù)變性5 min,94℃ 1 min,58~60℃ 1 min,72℃ 1 min,26個循環(huán)后,70℃補(bǔ)延伸10 min。用1.5%凝膠電泳后,采用Alpha凝膠成像系統(tǒng)分析目的基因的表達(dá)水平,以GAPDH為內(nèi)參照,計(jì)算目的基因片段CD86、CCR7與同步GAPDH的灰度值比,作為其mRNA相對表達(dá)量。
1.2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用 SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件,數(shù)據(jù)以±s表示,計(jì)量資料兩組間比較用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),多組間比較用One Way-ANOVA方差分析。P≤0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組體質(zhì)量及肛溫比較 連續(xù)低溫處理3 d后,對照組體質(zhì)量及肛溫分別為(17.68±1.57)g、(35.96 ±1.61)℃,模型組分別為(18.66 ±0.90)g、(33.40 ±1.26)℃,玉屏風(fēng)散小劑量組分別為(17.16 ±0.95)g、(34.30 ±1.49)℃,玉屏風(fēng)散中劑量組分別為(17.14 ±0.82)g、(34.16 ±2.31)℃,玉屏風(fēng)散大劑量組分別為(18.00 ±1.63)g、(34.32 ±1.08)℃。各組體質(zhì)量比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;與對照組比較,其余4組肛溫降低(P均<0.05)。
2.2 各組 MHC-Ⅱ、CCR7、CD86蛋白表達(dá)比較 見表1。
表1 各組 MHC-Ⅱ、CCR7、CD86蛋白表達(dá)比較(n=10,%,±s)
表1 各組 MHC-Ⅱ、CCR7、CD86蛋白表達(dá)比較(n=10,%,±s)
注:與對照組比較,*P <0.05,**P <0.01;與模型組比較,△P<0.05;與玉屏風(fēng)散其他劑量組比較,▲P <0.05
35.93 ±2.99 16.87 ±0.59 28.65 ±4.22模型組 26.25 ±3.85* 12.40 ±1.16** 16.31 ±0.67**玉屏風(fēng)散小劑量組 32.15 ±5.04▲ 12.13 ±1.93 21.77 ±1.43△玉屏風(fēng)散中劑量組 42.84 ±4.47△ 21.84 ±3.99△▲ 25.76 ±4.05△玉屏風(fēng)散大劑量組 44.04 ±4.67△ 14.04 ±3.46 28.47 ±2.61對照組△
2.3 各組CCR7、CD86mRNA相對表達(dá)量比較 對照組CCR7、CD86mRNA相對表達(dá)量分別為0.44±0.13、0.38 ±0.08,模型組分別為 0.32 ±0.03、0.21±0.04,玉屏風(fēng)散小劑量組分別為 0.31 ± 0.05、0.41±0.05,玉屏風(fēng)散中劑量組分別為 0.50 ±0.12、0.25 ±0.06,玉屏風(fēng)散大劑量組分別為0.61 ±0.08、0.36 ±0.06。模型組與對照組,模型組與玉屏風(fēng)散中、大劑量組比較,CCR7、CD86mRNA相對表達(dá)量下降(P均 <0.05)。
機(jī)體體表皮膚溫度較其他部位略低,易受外界環(huán)境溫度的影響[5]。作為皮膚和黏膜系統(tǒng)的重要固有免疫細(xì)胞,DC在局部組織中發(fā)揮重要的免疫屏障作用,在穩(wěn)態(tài)條件下DC介導(dǎo)機(jī)體維持耐受,機(jī)體受病原體侵襲時(shí)引起免疫反應(yīng)[6,7]。
DC分為非成熟階段及成熟階段,穩(wěn)態(tài)條件下,體內(nèi)多數(shù)DC處于未成熟狀態(tài),具有較強(qiáng)的吞噬、攝取抗原能力;未成熟DC通過其表面的模式識別受體(如Toll樣受體)接觸抗原或受炎癥因子影響后,開始從局部組織向外周淋巴器官遷移[8]。在遷移過程中DC逐漸成熟,其可上調(diào)共刺激分子CD80、CD86表達(dá),以及高表達(dá) MHC-Ⅰ、MHC-Ⅱ類分子等,將加工、處理后的抗原以抗原肽-MHC-Ⅱ類分子復(fù)合物的形式遞呈給初始T細(xì)胞使之激活,從而啟動適應(yīng)性的免疫應(yīng)答[9]。在遷移過程中,DC主要通過淋巴管或血循環(huán)進(jìn)入次級淋巴器官,外周血是各組織DC捕獲抗原后發(fā)生遷移的匯聚地。
以往文獻(xiàn)報(bào)道,溫度降低時(shí)機(jī)體免疫功能受到抑制,對病原體感染的抵抗力降低[10~12],但對其免疫機(jī)制尚不清楚。本研究顯示,低溫下循環(huán)DC表達(dá)CCR7的能力降低,顯示DC遷移能力下降;DC表面分子MHC-Ⅱ、CD86表達(dá)下調(diào),提示抗原遞呈并刺激初始T細(xì)胞活化的能力降低。鑒于DC在固有免疫及適應(yīng)性免疫中發(fā)揮重要作用,一直以來其都被認(rèn)為是免疫治療的最佳選擇[13]。因此,以后研發(fā)DC相關(guān)疫苗及其用于其他免疫治療時(shí),均應(yīng)考慮低溫對DC生物學(xué)功能的影響。
玉屏風(fēng)散出自元代朱震亨的《丹溪心法》,由黃芪、防風(fēng)、白術(shù)配伍組成,是益氣、固表、防邪入侵的經(jīng)典方劑,臨床多用于治療變態(tài)反應(yīng)性疾?。?4]。該方劑具有抗病毒、抗細(xì)菌感染功效[15],可促進(jìn)小鼠呼吸道、腸道黏膜分泌 SIgA,增強(qiáng)局部免疫功能[16~17],促進(jìn)小鼠腹腔巨噬細(xì)胞釋放 TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8,從而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[18]。本研究顯示,與模型組相比,玉屏散各組 DC表面分子MHC-Ⅱ、CCR7、CD86表達(dá)水平提高,抗原遞呈能力增強(qiáng)。提示玉屏風(fēng)散可提高上述分子的表達(dá)水平,逆轉(zhuǎn)低溫引起的DC功能下降,有利于DC在局部黏膜免疫中發(fā)揮重要作用。
綜上所述,低溫條件下DC表面分子表達(dá)降低,玉屏風(fēng)散能增強(qiáng)小鼠的DC功能,調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能,這可能是其發(fā)揮益氣固表、防邪入侵的藥理基礎(chǔ)。
[1]吳茜,陳慧玉.高溫環(huán)境對機(jī)體某些免疫指標(biāo)的影響[J].西藏醫(yī)藥雜志,2000,21(4):14-14.
[2]Russwurm S,Stonans I,Schwerter K,et al.Direct influence of mild hypothermia on cytokine expression and release in cultures of human peripheral blood mononuclear cells[J].J Interferon Cytokine Res,2002,22(2):215-221.
[3]陳錫群,龔孝淑,江基堯,等.低溫對顱腦損傷大鼠脾淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化功能及自然殺傷細(xì)胞活性的影響[J].中華實(shí)驗(yàn)外科雜志,2000,17(5)446-447.
[4]王妍,石學(xué)魁.玉屏風(fēng)散增強(qiáng)小鼠免疫功能的研究[J].牡丹江醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2010,31(3):46-47.
[5]Thomas KA,Burr R,Wang SY,et al.Axillary and thoracic skin temperatures poorly comparable to core body temperature circadian rhythm:results from 2 adult populations[J].Biol Res Nurs,2004,5(3):187-194.
[6]Lanzavecchia A,Sallusto F.Regulation of T cell immunity by dendritic cells[J].Cell,2001,106(3):263-266.
[7]Steinman RM,Hemmi H.Dendritic cells:translating innate to adaptive immunity[J].Curr Top Microbiol Immunol,2006,311:17-58.
[8]Banchereau J,Steinman RM.Dendritic cells and the control of immunity[J].Nature,1998,392(6673):245-252.
[9]Banchereau J,Briere F,Caux C,et al.Immunobiology of dendritic cells[J].Annu Rev Immunol,2000,18(1):767-811.
[10] Sheffield CW,Sessler DI,Hunt TK.Mild hypothermia during isoflurane anesthesia decreases resistance to E.coli dermal infection in guinea pigs[J].Acta Anaesthesiol Scand,1994,38(3):201-205.
[11]Kurz A,Sessler DI,Lenhardt R.Perioperative normothermia to reduce the incidence of surgical-wound infection and shorten hospitalization[J].N Engl J Med,1996,334(19):1209-1216.
[12]Salo M.Hypothermia and infection[J].Acta Anaesthesiol Scand,1994,38(3):199-200.
[13]Fong L,Engleman EG.Dendritic cells in cancer immunotherapy[J].Annu Rev Immunol,2000,18(1):245-273.
[14]曹繼軍.玉屏風(fēng)顆粒的藥效學(xué)研究[J].中國臨床藥理學(xué)雜志,2010,26(5):390-394.
[15]唐國順.玉屏風(fēng)散防治“非典”機(jī)理探討[J].中醫(yī)文獻(xiàn)雜志,2003,(3):35-37.
[16]張磊,王嵐,吳瑕,等.玉屏風(fēng)散總多糖不同給藥方式和時(shí)相影響小鼠免疫功能的對比研究[J].中藥藥理與臨床,2006,22(2):5-7.
[17]蔡清和,蔡彩玲.匹多莫德加玉屏風(fēng)防治小兒反復(fù)呼吸道感染的療效觀察[J].中國臨床實(shí)用醫(yī)學(xué),2010,4(6):104-106.
[18]田維毅,楊娟,王平,等.四物湯等復(fù)方多糖組分對小鼠腹腔巨噬細(xì)胞釋放細(xì)胞因子的影響[J].中華中醫(yī)藥雜志,2009,24(4):515-517.