阿依甫汗·阿汗,吐爾干艾力·阿吉,邵英梅,溫 浩,哈麗婭 (新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院肝膽包蟲外科,新疆烏魯木齊 830000)
1型糖尿病是一種由T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)、多種免疫機(jī)制共同參與的器官特異性自身免疫性疾?。?],發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,迄今尚未完全明了。多種免疫細(xì)胞參與1型糖尿病的發(fā)病過程,包括T淋巴細(xì)胞(Th2和Th1)。在此過程中,Th1/Th2平衡向左移動,抑制細(xì)胞免疫反應(yīng),使得胰島β細(xì)胞破壞。研究表明,細(xì)粒棘球蚴抗原B使Th1/Th2向Th2狀態(tài)偏移,導(dǎo)致Th1/Th2的平衡紊亂[2-4]。因此,本研究旨在用細(xì)粒棘球蚴抗原B干預(yù)BALB/C小鼠免疫狀態(tài),觀察小鼠糖尿病患病情況,分析棘球蚴抗原B對BALB/C小鼠1型糖尿病有無拮抗作用。
1.1 實(shí)驗(yàn)動物:6~8周齡雄性BALB/c小鼠(清潔級),體重(23±2)g。購于新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院動物中心,飼養(yǎng)于新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院動物房內(nèi)(SPF級),自由飲食。
1.2 主要試劑和耗材:小鼠IL-4、IFN-γ試劑盒:武漢博士德公司;鏈脲佐菌素(STZ):美國sigma公司;細(xì)粒棘球蚴抗原B:新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院包蟲病研究所;檸檬酸、檸檬酸鈉:武漢市瑞特化學(xué)用品有限公司;血糖儀:德國羅氏卓越型血糖儀;血糖試紙:德國羅氏公司卓越型血糖試紙。
1.3 實(shí)驗(yàn)動物分組與處理
1.3.1 實(shí)驗(yàn)動物分組:將30例BALB/c小鼠,隨機(jī)分為A組:肌內(nèi)注射細(xì)粒棘球蚴抗原B加糖尿病成模組;B組:肌內(nèi)注射生理鹽水加糖尿病成模組;C組:正常對照組。每組各10只。購得小鼠后于動物房內(nèi)常規(guī)條件下飼養(yǎng)1周使其適應(yīng)環(huán)境,1周后A組給予濃度為0.54 mg/L的細(xì)粒棘球蚴抗原B,100 μg/10 g經(jīng)肌肉注射,連續(xù)5 d。同時B組給予相同劑量(100 μg/10 g)的生理鹽水經(jīng)肌肉注射,連續(xù)5 d,觀察2天(有無瘙癢、煩躁等)后,A組和 B組均給予小劑量 STZ 40 mg/(kg·d),連續(xù)5 d腹腔內(nèi)注射,C組小鼠未給予任何處理。
1.3.2 指標(biāo)測定:開始注射STZ后第3天和第7天,測量全部小鼠的血糖、體重,并觀察每天飲水量、尿量等情況,血糖≥16.7 mmol/L且次日復(fù)測仍為此水平,提示1型糖尿病模型建成[5],于用藥后1周、2周、3周測量所有成模小鼠的體重、血糖水平。成模3周后,摘眼球取血法,留取成模小鼠血液標(biāo)本,10 min離心分離血清,存于-70℃冰箱,以備以后使用,即用ELISA法檢測細(xì)胞因子。頸椎脫臼處死所有小鼠,分離胰腺組織,置于10%的中性甲醛緩沖液中固定24 h,常規(guī)脫水,透明及石蠟包埋,切片,蘇木素-伊紅染色,光鏡下觀察胰島炎,評價胰島淋巴細(xì)胞浸潤或胰島炎的嚴(yán)重程度。
2.1 各組實(shí)驗(yàn)動物體重變化:A組和B組小鼠初始、成模1周及成模2周時體重分別比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),但均輕于C組(P<0.05)。而在成模后3周時,B組小鼠輕于A組(P<0.05)。見表1。
表1 各組小鼠體重變化( ± s,g)
表1 各組小鼠體重變化( ± s,g)
注:與A組相比,①P<0.05;與 B組相比,②P<0.05
組別 初始體重 成模后體重1周 2周 3周A組 24.13±1.45 21.28±2.98 21.71±2.84 21.82±2.82 B組 23.84±1.64 21.12±2.32 21.84±2.02 18.13±2.18①C組 24.21±1.56 26.18±2.29①②28.38±3.94①②30.60±4.61①②
2.2 各組實(shí)驗(yàn)動物血糖變化:在注射STZ成模1周、成模2周、成模3周時,A組與B組和C組比較血糖變化差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),表明B組血糖上升水平較A組高;B組和C組血糖之間有明顯差異(P<0.05)。見表2。
表2 各組小鼠血糖變化(x ± s,mmol/L)
2.3 實(shí)驗(yàn)動物血清免疫學(xué)指標(biāo)測定:在糖尿病模型建立后3周,A組小鼠血清IL-4含量高于B組和C組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);B組小鼠血清IFN-γ含量高于A組和C組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
表3 小鼠血清中IL-2和IL-10 ELISA檢測(x ± s,ng/ml)
2.4 實(shí)驗(yàn)動物胰腺組織的病理學(xué)變化:造模后3周,觀察小鼠胰腺及胰島組織的病理變化。B組小鼠胰島可見大量淋巴細(xì)胞浸潤,胰島細(xì)胞數(shù)量減少,并可見胰島結(jié)構(gòu)被破壞;A組小鼠胰島雖也見淋巴細(xì)胞浸潤,但其結(jié)構(gòu)大多保持完整,多為圓形或橢圓形的細(xì)胞團(tuán),數(shù)量多,均勻分布,分散于胰腺腺泡之間,胰島界限清楚,未見胰島內(nèi)部有大量淋巴細(xì)胞浸潤。C組小鼠胰島未見淋巴細(xì)胞浸潤。
糖尿病已經(jīng)成為威脅我國人群健康的主要疾病之一[6]。其中,1型糖尿病,占糖尿病的10% ~20%,是一種病因尚待闡明的自身免疫疾病?;颊叨酁榍嗌倌辏l(fā)病時年齡不到20歲。1型糖尿病主要表現(xiàn)為胰島β細(xì)胞明顯減少,血中胰島素含量明顯降低,易發(fā)生酮血癥甚至昏迷,治療依賴胰島素。1型糖尿病早期可見胰島炎,胰島內(nèi)及其周圍有大量淋巴細(xì)胞浸潤。胰島細(xì)胞逐漸被破壞、消失,進(jìn)而導(dǎo)致胰島變小,數(shù)目減少,甚至胰島纖維化。研究證實(shí),在1型糖尿病的發(fā)病過程中,Th1亞群主要介導(dǎo)致病性的免疫反應(yīng),而Th2亞群主要介導(dǎo)保護(hù)性的免疫反應(yīng)。
多次低劑量STZ(MLD-STZ)注射誘導(dǎo)的小鼠糖尿病模型最早是在1976年建立的[7-8]。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)給易感小鼠小劑量連續(xù)5次腹腔注射STZ能激活小鼠體內(nèi)淋巴細(xì)胞,在1周后即可產(chǎn)生與人類1型糖尿病完全相似的伴有胰島炎性反應(yīng)的病理改變,導(dǎo)致胰島β細(xì)胞大量的破壞以及糖尿病的發(fā)生。β細(xì)胞損傷的同時伴有明顯的胰島炎發(fā)生表明STZ的致糖尿病的作用可能是通過激發(fā)了免疫應(yīng)答來介導(dǎo)的,自身免疫機(jī)制可能在誘導(dǎo)該模型中起到重要的作用[8]。因此,MLD-STZ方法誘導(dǎo)的模型可作為一種很好的1型糖尿病的研究模型。
Rigano等研究發(fā)現(xiàn)用B抗原刺激后[9],患者的外周血單核細(xì)胞分泌IL-4及IL-13,而非IL-12,可見B抗原可使外周血單個核細(xì)胞產(chǎn)生Th1/Th2細(xì)胞因子比值改變,使宿主的免疫傾向于病理免疫相關(guān)的Th2反應(yīng),在進(jìn)展期的病例中更為明顯,說明在早期的免疫應(yīng)答過程中,蟲體可通過分泌B抗原抑制多型核細(xì)胞的趨化來逃避宿主的免疫攻擊。因此,可認(rèn)為細(xì)粒棘球蚴病,作為一種寄生蟲病,對人體亦有有利的一面。寄生蟲感染通過調(diào)節(jié)免疫可改變某些自身免疫性疾病的免疫反應(yīng)形式,某種程度上可起到治療的作用。那么是否能利用細(xì)粒棘球蚴B抗原的免疫偏移機(jī)制來調(diào)節(jié)1型糖尿病體內(nèi)的Th1/Th2反應(yīng)之間的失衡,有待探討。
本實(shí)驗(yàn)顯示,各組小鼠在給予STZ連續(xù)腹腔內(nèi)注射后血糖水平均升高,但肌內(nèi)注射生理鹽水組血糖水平,與肌內(nèi)注射細(xì)粒棘球蚴抗原B組相比,上升更明顯,組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示細(xì)粒棘球蚴抗原B組血糖上升緩慢,表明細(xì)粒棘球蚴抗原B對小鼠糖尿病早期具有拮抗作用。監(jiān)測小鼠體重發(fā)現(xiàn),各注射藥物組體重在成模前、成模后1周及成模后2周無明顯變化,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在第3周時,肌內(nèi)注射細(xì)粒棘球蚴抗原B組小鼠重于生理鹽水組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,表明細(xì)粒棘球蚴抗原B對糖尿病小鼠體重有保護(hù)作用。國內(nèi)外多項(xiàng)研究顯示[10-12],曼氏或日本血吸蟲感染無論對MLD-STZ誘導(dǎo)的1型糖尿病模型還是非肥胖性糖尿病(NOD)小鼠均具有很好的拮抗和保護(hù)作用。在本研究中,注射生理鹽水的糖尿病模型組可見較多的胰島有淋巴細(xì)胞浸潤,而在細(xì)粒棘球蚴抗原B組少數(shù)胰島可見淋巴細(xì)胞浸潤。胰島炎是自身免疫性1型糖尿病小鼠最明顯的病理損傷,胰島炎的減輕在一定程度上反映了免疫反應(yīng)受到抑制。根據(jù)上述結(jié)果,可認(rèn)為細(xì)粒棘球蚴抗原B對小鼠實(shí)驗(yàn)性自身免疫性1型糖尿病具有明顯的保護(hù)作用和拮抗作用。
本研究結(jié)果顯示,在細(xì)粒棘球蚴抗原B組,由于Th2細(xì)胞分泌的IL-4水平顯著升高,拮抗Th1細(xì)胞釋放的致炎性細(xì)胞因子IFN-γ等的作用,減輕了胰島炎性損害,胰島細(xì)胞得到保護(hù)。而在糖尿病模型對照組,由于浸潤的Th1細(xì)胞釋放的致炎性細(xì)胞因子的作用,分泌胰島素的胰島β細(xì)胞被大量破壞,最終發(fā)展為糖尿病。
1型糖尿病發(fā)病機(jī)理復(fù)雜,Th1、Th2免疫調(diào)節(jié)只是其中的一個環(huán)節(jié),尚有更多的未知因素有待進(jìn)一步了解。而包蟲病作為新疆地區(qū)的多發(fā)病和特色病,因此研究細(xì)粒棘球蚴抗原B對1型糖尿病的保護(hù)作用以及機(jī)理,不僅在1型糖尿病的防治上具有重要意義,而且可以為利用細(xì)粒棘球蚴B抗原對1型糖尿病進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)治療提供新的理論基礎(chǔ)。
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