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        他克莫司對(duì)黑素細(xì)胞ICAM-1、MMP-2、MMP-9表達(dá)的影響

        2014-06-23 16:28:26李文彬閆小寧李美紅劉燕婷趙一丁
        關(guān)鍵詞:檢測(cè)

        李文彬,董 妍,閆小寧,李美紅,劉燕婷,趙一丁

        (1.陜西省中醫(yī)醫(yī)院皮膚科,陜西西安 710003;2.西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院,陜西西安 710004)

        他克莫司對(duì)黑素細(xì)胞ICAM-1、MMP-2、MMP-9表達(dá)的影響

        李文彬1,董 妍2,閆小寧1,李美紅1,劉燕婷1,趙一丁1

        (1.陜西省中醫(yī)醫(yī)院皮膚科,陜西西安 710003;2.西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院,陜西西安 710004)

        目的評(píng)價(jià)他克莫司對(duì)人表皮黑素細(xì)胞細(xì)胞間粘附分子-1(ICAM-1)及基質(zhì)金屬蛋白酶-2,9(MMP-2、MMP-9)表達(dá)的影響。方法實(shí)驗(yàn)分為正常對(duì)照組和他克莫司(10、102、103、104nmol/L)處理組,采用Q-RT-PCR和Western blotting方法檢測(cè)不同濃度他克莫司對(duì)10 ng/m L腫瘤壞死因子-α(TNF-α)預(yù)處理后黑素細(xì)胞ICAM-1表達(dá)的影響,及他克莫司對(duì)黑素細(xì)胞MMP-2、MMP-9表達(dá)的影響。結(jié)果與對(duì)照組相比,他克莫司(10、102、103、104nmol/L)可抑制TNF-α誘導(dǎo)的黑素細(xì)胞ICAM-1的表達(dá)(P<0.05,P<0.01);他克莫司(10、102、103、104nmol/L)可以促進(jìn)黑素細(xì)胞MMP-2、MMP-9的表達(dá)(P<0.05,P<0.01)。結(jié)論他克莫司可能通過抑制ICAM-1表達(dá)及促進(jìn)MMP-2、MMP-9的表達(dá),減少免疫損傷及促進(jìn)黑素細(xì)胞遷移,這可能是其臨床有效治療白癜風(fēng)的機(jī)制之一。

        他克莫司;細(xì)胞間粘附分子-1;基質(zhì)金屬蛋白酶;黑素細(xì)胞

        白癜風(fēng)是一種由于黑素細(xì)胞損傷導(dǎo)致皮膚及毛囊黑色素脫失的獲得性皮膚病。自身免疫異常是白癜風(fēng)發(fā)病機(jī)制之一,其中T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)黑素細(xì)胞損傷在發(fā)病中發(fā)揮著重要作用[1]。因此,阻止黑素細(xì)胞與淋巴細(xì)胞粘附與促進(jìn)皮損周圍正常黑素細(xì)胞向皮損部位遷移是白癜風(fēng)治療的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。細(xì)胞間粘附分子-1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)與白癜風(fēng)的疾病進(jìn)展密切相關(guān),可促進(jìn)T淋巴細(xì)胞與黑素細(xì)胞粘附,從而導(dǎo)致黑素細(xì)胞的破壞[2]?;|(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)是一類依賴鈣鋅等離子的內(nèi)肽酶,其活性與細(xì)胞的遷移能力密切相關(guān)[3]。

        他克莫司是一種新型免疫調(diào)節(jié)劑,可通過抑制T細(xì)胞活化發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[4]。他克莫司軟膏可有效促進(jìn)白癜風(fēng)皮損復(fù)色,但機(jī)制尚不清楚。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),他克莫司可促進(jìn)黑素細(xì)胞黑素合成和酪氨酸酶活性[5]。在此基礎(chǔ)上本研究將繼續(xù)觀察他克莫司對(duì)黑素細(xì)胞ICAM-1、MMP-2、MMP-9表達(dá)的影響,進(jìn)一步探討他克莫司對(duì)黑素細(xì)胞的生物學(xué)活性的調(diào)節(jié)作用,為臨床治療白癜風(fēng)提供依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 材料人表皮黑素細(xì)胞由第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院饋贈(zèng);胎牛血清(FBS)購自杭州四季青生物科技有限公司;他克莫司、TNF-α、胰蛋白酶溶液購自美國Sigma公司;黑素細(xì)胞M254基礎(chǔ)培養(yǎng)基、黑素細(xì)胞生長(zhǎng)添加物HMG、DMEM培養(yǎng)基購自Gibco公司;Trizol試劑盒購自美國Invitrogen公司;cDNA第一鏈合成試劑盒購自Ta KaRa公司;鼠抗ICAM-1單克隆抗體購自美國Proteintech公司;鼠抗MMP-2、鼠抗MMP-9單抗購自Santa Cruze公司;兔抗β-actin多克隆抗體、HRP標(biāo)記羊抗鼠IgG、ECL化學(xué)發(fā)光顯色劑購自美國Roche公司。

        1.2 方法

        1.2.1 黑素細(xì)胞的培養(yǎng)和傳代 將培養(yǎng)瓶中的黑素細(xì)胞用2.5 g/L胰蛋白酶溶液消化后,反復(fù)吹打成單細(xì)胞懸液,離心去上清,加入含50 m L/L的FBS,100 U/m L青霉素和100μg鏈霉素,b FGF的M254培養(yǎng)基的黑素細(xì)胞培養(yǎng)液中接種于培養(yǎng)瓶中,在37℃、50 m L/L CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),待細(xì)胞鋪滿培養(yǎng)瓶后進(jìn)行傳代培養(yǎng)。

        1.2.2 實(shí)驗(yàn)分組 將黑素細(xì)胞以密度為5×104接種于96孔培養(yǎng)板,24 h后待細(xì)胞生長(zhǎng)至80%融合時(shí),吸棄培養(yǎng)液,PBS洗2遍后加入少量PBS液;他克莫司組:添加含不同濃度他克莫司(10、102、103、104nmol/L)的培養(yǎng)液。對(duì)照組:添加黑素細(xì)胞培養(yǎng)液;每組設(shè)4個(gè)復(fù)孔。

        1.2.3 實(shí)時(shí)熒光定量PCR(Q-RT-PCR)檢測(cè) 采用Trizol法提取細(xì)胞總RNA,根據(jù)試劑盒說明提取細(xì)胞cDNA。PCR反應(yīng)引物序列:ICAM-1:5'-GCAGACCACTGTGCTTTGAG-3',5'-GCAGACCACTGTGCTTTGAG-3';MMP-2:5'-CACTTTCCTGGGCAACAAAT-3',5'-TGATGTCATCCTGGGACAGA-3';MMP-9:5'-TTCAAGGCTGGGAAGTACTG-3',5'-TCCGGAGGGCCCCGGTCACCT-3';βactin:5'-CCTGTACGCCAACACAGTGC-3';5'-ATACTCCTGCTTGCTGATCC-3'。引物序列由上海生工合成。按照SYBR?Premix Realtime PCR Mix試劑說明使用BioRad iQ5 and MyiQTMReal Time PCR Detection System完成Real time PCR反應(yīng);每一樣本同時(shí)進(jìn)行3個(gè)PCR反應(yīng)檢測(cè),用內(nèi)參βactin對(duì)ICAM-1、MMP-2、MMP-9的m RNA表達(dá)水平做標(biāo)準(zhǔn)化處理;用Bio Rad iQ5 PCR儀所帶統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理(統(tǒng)計(jì)方法為△△Ct法,基因的相對(duì)表達(dá)按2-△△Ct),以比較標(biāo)準(zhǔn)化后各組ICAM-1、MMP-2、MMP-9 mRNA的相對(duì)表達(dá)水平。反應(yīng)體系采用兩步法在BioRad iQ5 and MyiQTMReal Time PCR Detection System完成Real time PCR反應(yīng)。反應(yīng)條件:預(yù)變性95℃3 min,PCR反應(yīng)40個(gè)循環(huán),95℃10 s,55℃30 s。

        1.2.4 Western blotting檢測(cè) 取20μg蛋白樣品,用120 g/L SDS-PAGE進(jìn)行電泳,然后在電轉(zhuǎn)移裝置上,100 V恒壓轉(zhuǎn)移1 h。將PVDF膜置于含50 g/L脫脂牛奶的TBS-T溶液中4℃封閉過夜;ICAM-1、MMP-2、MMP-9和β-actin一抗分別用TBS-T按1∶2 000和1∶1 000稀釋,膜置于一抗稀釋液中室溫緩慢搖動(dòng)1 h,二抗辣根過氧化物酶標(biāo)記的IgG多克隆抗體用TBS-T按1∶200稀釋,膜在二抗稀釋液中室溫慢搖1 h。暗室內(nèi)ECL發(fā)光檢測(cè)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)組設(shè)有4個(gè)復(fù)孔,每個(gè)樣本重復(fù)檢測(cè)3次。

        1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行分析。對(duì)正態(tài)分布且方差齊的資料采取單因素方差分析檢驗(yàn),若統(tǒng)計(jì)量F值有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義時(shí),各組間均數(shù)兩兩比較采取LSD-t檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

        2 結(jié) 果

        2.1 他克莫司對(duì)黑素細(xì)胞ICAM-1 mRNA表達(dá)的影響為了觀察他克莫司對(duì)TNF-α誘導(dǎo)黑素細(xì)胞ICAM-1表達(dá)的作用,本研究根據(jù)文獻(xiàn)[6]選用10 ng/mL TNF-α預(yù)處理實(shí)驗(yàn)各組黑素細(xì)胞誘導(dǎo)其ICAM-1呈過表達(dá),孵育72 h后采用Q-RT-PCR檢測(cè)。結(jié)果顯示,他克莫司(10、102、103、104nmol/L)不同濃度組與對(duì)照組相比,黑素細(xì)胞ICAM-1 mRNA的相對(duì)表達(dá)量明顯下降,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或<0.01,表1)。

        2.2 他克莫司對(duì)黑素細(xì)胞ICAM-1蛋白表達(dá)的影響采用濃度為10 ng/m L TNF-α作用于實(shí)驗(yàn)各組黑素細(xì)胞,孵育72 h后采用Western blotting檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)各組條帶與內(nèi)參β-actin蛋白條帶吸光度校正分析后表明,他克莫司(10、102、103、104nmol/L)各組與對(duì)照組相比,黑素細(xì)胞ICAM-1蛋白的表達(dá)明顯下降,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或<0.01,圖1)。

        表1 不同濃度他克莫司對(duì)黑素細(xì)胞ICAM-1 mRNA表達(dá)的影響Tab.1 Effects of different concentration of tacrolimus on the expression of ICAM-1 mRNA in melanocytes(2-△△Ct)

        圖1 Western blotting檢測(cè)各組細(xì)胞ICAM-1蛋白的表達(dá)Fig.1 Detection of ICAM-1 protein expression using Western blotting

        2.3 他克莫司對(duì)黑素細(xì)胞MMP-2、MMP-9 mRNA表達(dá)的影響實(shí)驗(yàn)各組細(xì)胞孵育72 h后行Q-RTPCR檢測(cè),結(jié)果表明,他克莫司(10、102、103、104nmol/L)不同濃度組黑素細(xì)胞MMP-2、MMP-9 m RNA的相對(duì)表達(dá)量與對(duì)照組比較明顯升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或<0.01,表2)。

        表2 他克莫司對(duì)黑素細(xì)胞MMP-2、MMP-9 mRNA表達(dá)的影響Tab.2 Effects of different concentration of tacrolimus on the expressions of MMP-2 and MMP-9 mRNA in melanocytes (2-△△Ct)()

        表2 他克莫司對(duì)黑素細(xì)胞MMP-2、MMP-9 mRNA表達(dá)的影響Tab.2 Effects of different concentration of tacrolimus on the expressions of MMP-2 and MMP-9 mRNA in melanocytes (2-△△Ct)()

        與對(duì)照組相比較,*P<0.05,**P<0.01。

        組別n MMP-2 mRNA MMP-9 mRNA 104nmol/L他克莫司4 2.88±0.12**4.73±1.06**103nmol/L他克莫司4 2.29±0.05**4.29±1.21**102nmol/L他克莫司4 1.95±0.06*3.15±0.63**10 nmol/L他克莫司4 1.41±0.05*2.54±0.13*對(duì)照組4 0.23±0.03 1.03±0.07

        2.4 他克莫司對(duì)黑素細(xì)胞MMP-2、MMP-9蛋白表達(dá)的影響實(shí)驗(yàn)各組細(xì)胞孵育72 h后Western blotting檢測(cè)結(jié)果顯示,實(shí)驗(yàn)各組條帶與內(nèi)參β-actin蛋白條帶吸光度校正分析后表明,他克莫司10 nmol/L組細(xì)胞MMP-2蛋白的表達(dá)和對(duì)照組相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,圖2);他克莫司(102、103、104nmol/L)不同濃度組與對(duì)照組相比,黑素細(xì)胞MMP-2蛋白的表達(dá)明顯升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或<0.01,圖2);他克莫司(10、102、103、104nmol/L)不同濃度組與對(duì)照組相比,黑素細(xì)胞MMP-9蛋白的表達(dá)明顯升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或<0.01,圖2)。

        圖2 Western blotting檢測(cè)各組細(xì)胞MMP-2、MMP-9蛋白表達(dá)Fig.2 Detection of MMP-2 and MMP-9 protein expressions using Western blotting

        3 討 論

        白癜風(fēng)的發(fā)病機(jī)制仍不明確,其發(fā)病可能與機(jī)體的細(xì)胞免疫和體液免疫密切相關(guān)[7-8]。細(xì)胞間粘附分子-1(ICAM-1)現(xiàn)統(tǒng)一命名為CD54,是一種重要的免疫球蛋白樣的粘附分子,具有多種生物學(xué)功能,參與許多自身免疫性疾病的發(fā)生。研究表明,ICAM-1介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用是白癜風(fēng)患者黑素細(xì)胞破壞的重要途徑之一,其過程包括通過成對(duì)的黏附分子作用與效應(yīng)淋巴細(xì)胞結(jié)合,靶抗原與其他細(xì)胞表面標(biāo)志共同活化白細(xì)胞表面受體及觸發(fā)細(xì)胞毒性作用等[9]。同時(shí)發(fā)現(xiàn)白癜風(fēng)皮損及血清中ICAM-1的水平對(duì)白癜風(fēng)的發(fā)病過程及判斷疾病的活動(dòng)性具有一定的指導(dǎo)意義[10]。ICAM-1在正常黑素細(xì)胞中表達(dá)水平較低,但在某些致炎因子誘導(dǎo)下(如TNF-α、白介素-1、脂多糖、干擾素-γ)黑素細(xì)胞ICAM-1可呈高表達(dá),并與其在T細(xì)胞表面的配體LFA-1相結(jié)合從而促進(jìn)T細(xì)胞活化與粘附。TNF-α是一種重要的前炎癥性細(xì)胞因子,與許多炎癥性疾病、自身免疫疾病及腫瘤發(fā)展密切相關(guān),可能在白癜風(fēng)的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著一定作用。研究發(fā)現(xiàn),TNF-α可以抑制黑素細(xì)胞的增殖和黑素合成,同時(shí)TNF-α在白癜風(fēng)患者的血清中及皮損中的表達(dá)均呈過表達(dá),并與ICAM-1表達(dá)相一致[11]。

        他克莫司作為一種免疫抑制劑,其治療白癜風(fēng)機(jī)制可能是通過阻斷鈣調(diào)磷酸酶抑制T淋巴細(xì)胞的活化及細(xì)胞因子的產(chǎn)生,減少局部黑素細(xì)胞受損。為了探求他克莫司免疫抑制作用是否與ICAM-1相關(guān),本研究在體外模仿白癜風(fēng)體內(nèi)病理環(huán)境,選用10 ng/mL的TNF-α作用于黑素細(xì)胞,誘導(dǎo)其ICAM-1表達(dá),然后觀察他克莫司對(duì)黑素細(xì)胞ICAM-1表達(dá)的影響。結(jié)果表明,他克莫司從ICAM-1基因mRNA及蛋白的表達(dá)水平上均可抑制TNF-α誘導(dǎo)的黑素細(xì)胞ICAM-1的表達(dá),提示他克莫司可能通過抑制ICAM-1表達(dá),從而減弱淋巴細(xì)胞對(duì)黑素細(xì)胞的毒性作用。

        白癜風(fēng)皮損處黑素細(xì)胞消失,其復(fù)色須經(jīng)過毛囊黑素細(xì)胞儲(chǔ)庫中前體黑素細(xì)胞活化、增殖及向皮損處遷移。其中黑素細(xì)胞遷移經(jīng)過與胞外基質(zhì)粘附、增殖、基質(zhì)降解、遷移的過程。MMP是一類鋅、鈣離子指依賴性內(nèi)肽酶,其活性成分可降解許多細(xì)胞外基質(zhì)成分,如膠原、明膠、纖維蛋白,從而促進(jìn)細(xì)胞遷移,其中MMP-2、MMP-9的主要作用是降解基底膜Ⅳ型膠原和纖維粘蛋白和層粘連蛋白。研究表明,MMP-2、MMP-9可降解Ⅳ型膠原蛋白并與惡性黑素瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移等生物學(xué)特性密切相關(guān)[12]。目前關(guān)于MMP與白癜風(fēng)黑素細(xì)胞的遷移功能的研究較少。LAN等[13-14]認(rèn)為,他克莫司可能通過間接誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞分泌MMP的活性增加從而形成有利于黑素細(xì)胞遷移的環(huán)境;或者通過誘導(dǎo)黑素母細(xì)胞向黑素細(xì)胞分化促進(jìn)白癜風(fēng)復(fù)色。近來,LEE等[15]采用明膠酶譜法發(fā)現(xiàn)他克莫司直接通過增加MMP-2、MMP-9的活性促進(jìn)黑素細(xì)胞的遷移。本研究采用Q-RT-PCR及Western blotting方法進(jìn)一步證實(shí)他克莫司可能從mRNA及蛋白的表達(dá)水平上誘導(dǎo)黑素細(xì)胞MMP-2、MMP-9的表達(dá),提示他克莫司可能通過促進(jìn)白癜風(fēng)黑素細(xì)胞儲(chǔ)庫中前體黑素細(xì)胞向皮損區(qū)遷移從而使白癜風(fēng)皮膚復(fù)色。

        綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)他可莫司可以抑制炎癥因子TNF-α誘導(dǎo)的黑素細(xì)胞ICAM-1表達(dá),同時(shí)通過促進(jìn)MMP-2、MMP-9基因的轉(zhuǎn)錄與蛋白表達(dá)。因此,我們推測(cè)他克莫司可能通過抑制ICAM-1介導(dǎo)的黑素細(xì)胞免疫損傷及增強(qiáng)黑素細(xì)胞的遷移能力來治療白癜風(fēng),但其具體作用機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。

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        (編輯 卓選鵬)

        The effects of tacrolimus on ICAM-1,MMP-2 and MMP-9 expressions in human melanocytes

        LI Wen-bin1,DONG Yan2,YAN Xiao-ning1,LI Mei-hong1,LIU Yan-ting1,ZHAO Yi-ding1
        (1.Department of Dermatology,Shaanxi TCM Hospital,Xi'an 710003;2.the Second Affiliated Hospital,Medical School of Xi'an Jiaotong University,Xi'an 710004,China)

        ObjectiveTo evaluate the effects of tacrolimus on intercellular adhesion molecule-1(ICAM-1),MMP-2 and MMP-9 expressions in human melanocytes.MethodsIn the experiment melanocytes were divide into normal control group and tacrolimus groups(10,102,103and 104nmol/L).Q-RT-PCR and Western blotting were performed to evaluate the effects of tacrolimus on ICAM-1 expression induced by TNF-α(10 ng/m L)and on MMP-2 and MMP-9 expressions in melanocytes.ResultsCompared with that in control group,the expression of ICAM-1 was suppressed markedly in all the tacrolimus groups(P<0.05,P<0.01).However,the expressions of MMP-2 and MMP-9 were increased in all the tacrolimus groups(P<0.05,P<0.01).ConclusionTopical tacrolimus can be used as an effective agent to treat vitiligo,maybe due to its inhibiting ICAM-1 expression and inducing MMP-2 and MMP-9 expressions,which can reduce immunologic injury and facilitate migration of menalocytes.

        tacrolimus;intercellular adhesion molecule-1;matrix metalloproteinase;melanocyte

        R751

        A

        1671-8259(2014)05-0682-04

        10.7652/jdyxb201405023

        2014-01-02

        2014-04-13

        陜西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.2013JM4043) Supported by the Natural Science Foundation of Shaanxi Province(No.2013JM4043)

        李文彬(1973-),男(漢族),博士,主治醫(yī)師.研究方向:白癜風(fēng)、銀屑病發(fā)病機(jī)制的研究.E-mail:boerge@sina.com

        時(shí)間:2014-07-22 16∶33 網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1399.R.20140722.1633.012.html

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