吳 潔,黃東成,申麗麗,翟婷婷,龍 軍,金 亮(.中國藥科大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院微基因?qū)嶒?yàn)室,南京0009;.南京中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,南京 003)
在科技高速發(fā)展的今天,心血管疾病仍是世界性的最主要致死疾病,全球每年約有1 670萬人死于心血管疾病。心血管疾病的主要病理機(jī)制是動脈粥樣硬化(AS),關(guān)于AS的發(fā)病機(jī)制曾有多種學(xué)說,目前普遍認(rèn)為AS是一種慢性炎癥疾?。?]。在AS過程中免疫反應(yīng)貫穿始終,各種抗原、免疫細(xì)胞啟動血管壁的免疫反應(yīng),最終誘發(fā)AS病變形成[2],其中熱休克蛋白(hsp)及氧化低密度脂蛋白(oxLDL)被認(rèn)為是AS中主要的自體抗原[3-4]。AS斑塊中包含了巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞、其他免疫細(xì)胞及膽固醇等。AS斑塊不斷積累壯大,斑塊破裂時內(nèi)容物暴露,繼而血小板聚集,體液凝固從而引發(fā)血栓,形成多種心血管疾病,常見的如冠心病、高血壓、心率失常等。
IA-2-P2是我們基于人熱休克蛋白(hsp)60與胰島素瘤相關(guān)蛋白2(IA-2)開發(fā)的一種抗1型糖尿病(T1D)疫苗肽?;谌薶sp60一段特異性片段P277開發(fā)的一種抗糖尿病疫苗肽DiaPeP277目前已進(jìn)入Ⅲ期臨床,我們課題組前期研究證實(shí),P277的后半段P2段為免疫預(yù)防T1D的關(guān)鍵表位[5]。另外IA-2為T1D中的一種自體胰島抗原,近年有報道發(fā)現(xiàn)IA-2的免疫療法對T1D有預(yù)防作用[6]。據(jù)此,我們用IA-2的兩段B表位替換P277原來的前半段,構(gòu)成新的抗T1D疫苗肽IA-2-P2,已證明該肽對NOD小鼠有預(yù)防T1D的作用。
HSP65/60分子屬于HSP60家族,相對分子質(zhì)量在60kDa左右,是生物體對外界刺激發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生的應(yīng)激蛋白,進(jìn)化上高度保守。自1992年起,人們已發(fā)現(xiàn)hsp60/65與 AS的高度相關(guān)性[7];近年來許多研究表明,通過皮下免疫h(yuǎn)sp60/65可促進(jìn)AS的進(jìn)程[8-9],但也有研究發(fā)現(xiàn),如果通過黏膜免疫h(yuǎn)sp60/65會造成免疫耐受進(jìn)而減輕模型動物AS程度[10-12]。我們課題組前期研究P277與AS的關(guān)系時發(fā)現(xiàn),在高脂飼料喂養(yǎng)下以P277與弗氏不完全佐劑乳化后免疫可增加實(shí)驗(yàn)兔AS斑塊面積,提示P277對AS可能存在的促進(jìn)作用。因IA-2-P2的P2肽段來源于P277,本研究旨在考察在高脂飼料喂養(yǎng)下IA-2-P2與AS的關(guān)系。
1.1 儀器 生化自動分析儀:Beckman Coulter Synchron DXC800。
1.2 材料 IA-2-P2多肽,氨基酸序列為“HGDTTFEYQDIPALDSLTPANED”,由上海吉爾公司通過自動化多肽合成儀合成,HPLC檢測質(zhì)量分?jǐn)?shù)>90%;10mmol·L-1鹽緩沖液(PBS):8g NaCl,0.2g KCl,1.44g Na2HPO4,0.24g KH2PO4,加 水 至1 000mL;弗氏不完全佐劑(IFA):購自Sigma公司。
1.3 動物 20只雄性新西蘭大白兔,實(shí)驗(yàn)前平均體質(zhì)量約為2kg,購自江蘇省農(nóng)科院種兔場。隨機(jī)分為3組:低脂PBS組6只(PBS組),高脂PBS組6只(HCD 組),高 脂IA-2-P2組 8 只 (HCD+I(xiàn)A-2-P2組)。保證飲水充足,低脂組以普通飼料喂養(yǎng),高脂組以添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%膽固醇和質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%蛋黃粉的高脂飼料喂養(yǎng)[13],持續(xù)17周。將PBS或是多肽溶液與IFA乳化,1mL乳化劑含0.5mL蛋白/PBS溶液(1mg·mL-1)和0.5mL IFA,每只兔給藥1mL,背部皮下6點(diǎn)免疫,第0周起免疫,間隔4周,共免疫4次。免疫前禁食12h,每只兔取2mL血液,分離得血清用于血脂檢測。
2.1 血脂測定 使用生化自動分析儀測定血清總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)、三酰甘油(TG)。
2.2 主動脈斑塊分析 17周處死所有實(shí)驗(yàn)兔,從主動脈弓至骼動脈處取下主動脈,縱向剪開。于福爾馬林中固定2d,以溶于體積分?jǐn)?shù)75%乙醇中的2g·L-1蘇丹Ⅲ溶液染色20min,再以體積分?jǐn)?shù)75%乙醇脫色[2]。拍照片后以MapInfo軟件計(jì)算斑塊百分比。
2.3 數(shù)據(jù)分析 所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Student’s test檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,判定P<0.05為顯著性差異,P<0.01為極顯著性差異。
3.1 體質(zhì)量 第0,4和16周時各組實(shí)驗(yàn)兔體質(zhì)量基本一致,各組間均無顯著性差異,提示高脂飼料喂養(yǎng)以及IA-2-P2免疫對兔體質(zhì)量都無明顯影響。
3.2 血脂
3.2.1 總膽固醇(TC)如圖1A所示,2個高脂組中TC值第4周起有顯著變化,均接近10mmol·L-1。至16周時,PBS組TC基本不變,HCD組TC值在16mmol·L-1左右,HCD+I(xiàn)A-2-P2組血脂稍高(約達(dá)到19mmol·L-1),但高脂組間TC值無顯著性差異(P>0.05),高脂組與低脂組間有極顯著性差異(P<0.01)。
3.2.2 三酰甘油(TG)如圖1B,各組起始TG值基本一致;4周時各組TG值都稍微下降,但仍都在同一水平;16周低脂組TG仍不變而各高脂組TG均上升到2~3mmol·L-1,但各組間均無顯著性差異(P>0.05)??赡苁怯捎趯?shí)驗(yàn)兔TG值自身波動較大,高脂飼料喂養(yǎng)未能造成顯著性提升。
3.2.3 高密度脂蛋白(HDL)如圖1C,各組起始HDL基本一致;4周后低脂PBS對照組HDL無明顯變化,而各高脂組HDL都上升到了1.3mmol·L-1左右;16周低脂PBS對照組HDL仍不變,而各高脂組 HDL都升至2mmol·L-1以上,其中IA-2-P2組HDL稍高(接近3mmol·L-1),但經(jīng)計(jì)算各高脂組間無顯著性差異(P>0.05),高脂組與低脂組間均有顯著性差異(P<0.05)。
3.2.4 低密度脂蛋白(LDL)如圖1D,各組起始LDL基本一致;4周后低脂PBS對照組LDL無明顯變化,而各高脂組LDL都上升到了2mmol·L-1左右;16周時低脂組LDL不變,高脂組LDL達(dá)到4mmol·L-1以上,且高脂IA-2-P2組 LDL較其他高脂組偏高,但經(jīng)計(jì)算各高脂組間LDL均無顯著性差異(P>0.05),高脂組與低脂PBS組間LDL有顯著性差異(P<0.05)
圖1 抗糖尿病疫苗肽IA-2-P2對血脂水平的影響A.總膽固醇;B.三酰甘油;C.高密度脂蛋白;D.低密度脂蛋白注:與PBS組相比*P<0.05,**P<0.01Fig.1 Effects of anti-diabetic peptide vaccine IA-2-P2on blood lipid levelsA.total cholesterol(TC);B.triglyceride(TG);C.high density lipoprotein(HDL);D.low density lipoprotein(LDL)Note:*P<0.05,**P<0.01vs the PBS group
3.3 主動脈斑塊面積分析 如圖2所示,經(jīng)MapInfo軟件計(jì)算,PBS低脂組基本無斑塊,高脂PBS組斑塊比例約為18%,而高脂IA-2-P2組斑塊比例約為28%,與高脂PBS組相比,P>0.05,無顯著性差異。顯示在高脂喂養(yǎng)條件下IA-2-P2對AS可能有輕度促進(jìn)作用。
本研究首次闡明了在高脂飼料喂養(yǎng)下P277類似肽IA-2-P2免疫對AS模型兔的影響。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,IA-2-P2免疫對模型兔的體質(zhì)量增加無明顯影響,提示IA-2-P2對兔的食欲與生長無影響;與高脂對照組相比,IA-2-P2對血脂水平無明顯影響,包括TC、TG、HDL、LDL;而最終斑塊統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)相較于高脂對照組(18%),IA-2-P2形成面積更大的斑塊(28%),但數(shù)據(jù)分析二者P>0.05。高血脂導(dǎo)致AS斑塊形成,而IA-2-P2的免疫在高脂飲食的情況下對AS斑塊的形成有輕度促進(jìn)作用,但對正常飲食的家兔AS斑塊的形成是否有促進(jìn)作用,相關(guān)實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行中。我們在前期的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),高脂飼料喂養(yǎng)下,P277免疫也可加重實(shí)驗(yàn)兔AS斑塊生成,而在普通飼料喂養(yǎng)下對實(shí)驗(yàn)兔AS斑塊形成卻沒有影響(數(shù)據(jù)正在整理中)。
Hsp60不單是T1D中的自身抗原,研究表明Hsp60/65與多種自身免疫疾病相關(guān),包括T1D、關(guān)節(jié)炎、多 發(fā) 性 硬 化、動 脈 粥 樣 硬 化 等[14-15]。 由 于Hsp60/65較高的同源性,可能發(fā)生交叉免疫反應(yīng)。人體正常情況下存在抗hsp60免疫力,人血管內(nèi)皮細(xì)胞不在胞外表達(dá)hsp60,但在經(jīng)典AS風(fēng)險因子壓力下,內(nèi)皮細(xì)胞會同步表達(dá)黏附分子與hsp60,繼而已有的抗微生物hsp60免疫力會對目標(biāo)分子殺傷,從而促進(jìn)AS進(jìn)程。高脂飲食作為經(jīng)典AS風(fēng)險因子之一,可引起內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)hsp60,導(dǎo)致機(jī)體本身對hsp60分子的細(xì)胞、體液免疫產(chǎn)生應(yīng)答,損毀靶細(xì)胞,引起單核細(xì)胞內(nèi)膜浸潤,從而促進(jìn)炎癥發(fā)生[16]。
Perschinka等報道,認(rèn)為hsp60上位于437~452肽段的B表位與hsp65相應(yīng)表位存在交叉免疫[17],Uray等的結(jié)果也與之相符[18]。IA-2-P2包含hsp60的部分B表位(448~452),并含有與自身免疫糖尿病相關(guān)的關(guān)鍵T表位,免疫后可引發(fā)機(jī)體產(chǎn)生細(xì)胞免疫。以佐劑混合后免疫IA-2-P2,同時激發(fā)體液免疫和細(xì)胞免疫,可能造成機(jī)體上調(diào)對hsp60的免疫力,對目標(biāo)內(nèi)皮細(xì)胞上表達(dá)的hsp60分子進(jìn)行免疫,從而加劇斑塊處炎癥,繼而促進(jìn)AS斑塊產(chǎn)生,但由我們所獲數(shù)據(jù)顯示這一促進(jìn)作用是十分有限的。
本研究表明,在高脂飼料喂養(yǎng)條件下,與模型組相比免疫IA-2-P2后,實(shí)驗(yàn)兔體質(zhì)量及血脂水平無明顯改變,但在一定程度上會促進(jìn)AS斑塊的形成,具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。
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