徐 立 王峻松 閆 巖 劉 磊 戴鶴玲 付 嘉 方艷秋 譚 巖
(吉林大學第二醫(yī)院檢驗科,長春 130041)
抗磷脂抗體綜合征(Antiphospholipid syndr- ome,APS)為一組自身免疫系統(tǒng)疾病,其臨床癥狀主要表現(xiàn)為血栓形成、習慣性流產(chǎn)和血小板減少癥等。APS 除原發(fā)性外,也有繼發(fā)性疾病。血栓形成是APS 突出的臨床表現(xiàn)和主要的病理變化[1]。Charavi 等[2]的研究認為,APS 患者血栓形成的基礎為血清中存在高濃度抗磷脂抗體(antiphospholipid antibody,aPL)。aPL 是針對帶負電荷磷脂的一組自身抗體,主要包括磷脂結合蛋白如β2-糖蛋白1(β2-glycoprotein l,β2-GP1)、凝血酶原、蛋白C、蛋白S、annexinV 等而產(chǎn)生病理生理反應[3]。研究認為β2-GP1 是aPL 的主要靶抗原之一[4,5],其是肝細胞合成的并存在于血漿中的一種糖蛋白,由于其本身存在磷脂結合位點,又稱為載脂蛋白H(ApoH),是抗磷脂抗體和磷脂結合的輔助因子。自身免疫系統(tǒng)疾病免疫細胞參與其發(fā)病機制是必不可少的,初始CD4+T 細胞可分化為Th1、Th2 和Th17、Treg 4 個 主 要 的 細 胞 亞 群,Th17、Treg 亞群不同于經(jīng)典的Th1、Th2 亞群,其與自身免疫性疾病和感染免疫有密切關系,通過產(chǎn)生特征性的細胞因子發(fā)揮其功能[6]。TGF-β 單獨可誘導初始CD4+T 細胞分化為Treg 細胞,分泌TGF-β 并表達標志性分子Foxp3,主要維護機體免疫平衡;低濃度的TGF-β 和IL-6 的聯(lián)合可誘導初始CD4+T 細胞分化為Th17 細胞,主要分泌lL-17細胞因子發(fā)揮其功能。因此,TGF-β 這種雙重效應在T 細胞分化過程中具有重要的作用[7]。Treg細胞和Th17 細胞已成為當今免疫學方面研究的熱點之一,Th17/Treg 平衡越來越多地得到專家們的認可和關注,資料顯示CD4+CD25+Treg/Th17細胞失衡在許多免疫性疾病的發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用。然而CD4+CD25+Treg/Th17 細胞失衡是否參與調(diào)控抗磷脂綜合征的發(fā)病機制國內(nèi)外鮮見報道。
為了探索CD4+CD25+Treg/Th17 數(shù)量與比值的變化是否調(diào)控APS 的發(fā)病,本研究組以原核表達人β2糖蛋白1(rhβ2GP1)免疫BALB/c 小鼠建立APS 動物模型,應用流式細胞技術檢測小鼠PBMC中CD4+CD25+Treg/Th17 細胞頻率及比值變化,揭示APS 發(fā)病的細胞免疫病理基礎,為疾病治療尋找靶點提供依據(jù)。
1.1 主要試劑 PE-anti-CD4 單抗、FITC-anti-CD25單抗及同型對照γ1/γ2(BD 公司),PE-anti-IL-17 單抗(eBioscience),小鼠抗人β2GP1 抗體(鼎國生物公司),辣根過氧化物酶標記羊抗小鼠IgG(北京中山生物技術公司),CFA(Sigma),心磷脂標準品(Sigma),β2GP1 標準品(Advtech),IL-6、IL-2、IL-17、TGF-β 定量ELISA 試劑盒(R&D 公司)。
1.2 實驗動物 BALB/c 小鼠,雌性,8~10 周,購于吉林大學基礎醫(yī)學院實驗動物中心,無特定病原菌(Specific pathogen free,SPF)條件下飼養(yǎng)。
1.3 方法
1.3.1 人β2糖蛋白1 的重組表達詳見文獻[8]。
1.3.2 實驗性APS 模型的建立詳見文獻[9]。
1.3.3 外周血CD4+CD25+Treg、Th17 細胞的檢測分別在免疫后4、8、12、16、20 周無菌取小鼠尾靜脈血,肝素抗凝。取100 μl 全血,分別加入抗CD4、抗CD25、抗IL-17 抗體各10 μl,另設對照管,加入同型陰性對照γ1/γ2,室溫孵育20~30 min,加入紅細胞裂解液,振蕩混勻,室溫孵育10 min,1000 r/min 洗滌5 min,棄上清,將細胞懸浮于0.5 ml PBS 洗滌液中,振蕩混勻后上機檢測淋巴細胞亞群及CD4+CD25+Treg、Th17 細胞亞群水平。
1.4 統(tǒng)計學方法 應用SPSS 13.0 統(tǒng)計軟件進行ANOVA 分析,組間比較采用方差分析,P <0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 β2GP1 誘導的EAPS 小鼠APS 標志變化 與對照組相比,模型組小鼠的anti-β2GP1 和aCA 滴度升高,流產(chǎn)率升高,PLT 降低,APTT 延長,差異有統(tǒng)計學意義(P <0.05)。結果見圖1。
圖1 模型組APS 標志物的變化Fig.1 Values of markers in EAPS
圖2 流式細胞術檢測4 至20 周Treg 細胞和Th17 細胞變化Fig.2 Detection of Treg and Th17 cells from 4 w to 20 w by flow cytometry
圖3 各組CD4 +CD25 +Treg/Th17 細胞頻率變化比較Fig.3 Compared with control group,alteration of percentages and ratio of CD4 +CD25 +Treg/Th17
2.2 小鼠PBMC 中CD4+CD25+Treg、Th17 細胞的變化 分別在免疫后4、8、12、16 和20 周流式檢測模型及對照組小鼠的CD4+CD25+Treg 和Th17 細胞在CD4+T 細胞中的頻率,結果發(fā)現(xiàn),與正常對照組相比,CD4+CD25+Treg 細胞頻率在4、8 周未見明顯變化(P >0.05),但12 周后開始逐漸下降(P <0.05);而Th17細胞頻率隨時間增加逐漸升高,與同時間段對照相比差異顯著(P <0.05);CD4+CD25+Treg/Th17 比值隨時間逐漸下降,與正常對照組相比差異顯著(P <0.05)。對照組在不同時間點的兩種細胞的頻率均無差異(P >0.05)。結果見圖2、3。
圖4 與對照組比較,EAPS 組細胞因子水平的變化Fig.4 Compared with control group,values of cytokines in EAPS
2.3 β2GP1 誘導的EAPS 小鼠免疫因子水平變化 與對照組相比,β2GP1 誘導的EAPS 小鼠靜脈血中IL-17、IL-2 及IL-6 水平明顯升高,而TGF-β 水平下降(P <0.05)。結果見圖4。
抗磷脂綜合征(Antiphospholipid syndrome,APS)為一類系統(tǒng)性自身免疫疾病,其特征主要為血栓形成、習慣性流產(chǎn)及一組自身抗體持續(xù)陽性[10]。研究表明,血清中存在高滴度的抗磷脂抗體(Antiphospholipid antibody,aPL)是患者形成血栓的關鍵[11],而其中β2糖蛋白1(beta-2-glycoprotein 1,β2GP1)又是aPL 的關鍵靶抗原,是磷脂與其抗體(anti-β2GP1)結合的輔助因子,在APS 血栓形成的病理過程中發(fā)揮著重要作用,其主要在肝臟合成[12]。
自身免疫系統(tǒng)疾病發(fā)病的關鍵是正常的免疫平衡被打破,繼而產(chǎn)生了一系列針對自身正??乖目贵w,從而引發(fā)了強烈免疫應答[13]。CD4+CD25+Treg 是由Sakaguchi 等[14]在1995 年首先提出來的,其缺失可引起小鼠自身免疫性疾病,而過繼免疫則可預防其發(fā)生,其主要表達CD4、CD25 和標志性分子Foxp3,后者對此類細胞在胸腺內(nèi)發(fā)育和功能維持具有重要作用。CD4+CD25+Treg 具有免疫抑制和免疫無能兩大特性,對維持機體自身免疫耐受具有重要作用,其數(shù)量或功能改變均可導致免疫失衡,尤其減少可導致自身免疫性疾病的發(fā)生[15-18]。Th17 主要分泌IL-17A 而被命名。其還可以分泌IL-17F、IL-21、IL-22、IL-6、腫瘤壞死因子α(Tumor necrosis factor α,TNF-α)等細胞因子。在自身免疫性疾病及炎癥反應的發(fā)生、發(fā)展與轉(zhuǎn)歸過程中具有重要的作用,視黃酸相關孤兒核受體(RORyt)為Th17 主要的轉(zhuǎn)錄因子,調(diào)控Th17 分化。Treg 和Th17 細胞的平衡對免疫穩(wěn)態(tài)具有重要作用,自身免疫性疾病與感染性疾病往往表現(xiàn)為兩者的失衡。Treg 和Th17 細胞的分化調(diào)節(jié)主要通過不同的細胞因子及相關轉(zhuǎn)錄因子介導的。IL-17 為促炎因子引起炎癥和自身免疫反應。CD4+CD25+Treg 調(diào)節(jié)T細胞則具有有較強的免疫抑制作用。促炎性Th17細胞與抑制性Treg 細胞失衡可能是自身免疫性疾病發(fā)病的一個關鍵因素,因此,調(diào)節(jié)Th17/Treg 細胞比例,糾正兩者的失衡可能成為自身免疫性疾病治療的一個新靶點。
在本研究中,首先應用重組hβ2GP1 免疫小鼠,成功誘導出了自身抗體anti-β2GP1 和aCA,并出現(xiàn)了APS 相關的促凝血表現(xiàn):APTT 延長及血小板升高等。EAPS 模型組細胞IL-17、IL-6 及IL-2 滴度顯著升高,而TGF-β 滴度顯著降低。免疫4~8 周,模型組CD4+CD25+Treg 細胞比率基本無改變,而后逐漸降低,均低于對照組。因前4 周為自身反應性T/B 淋巴細胞增殖活化時期,CD4+CD25+Treg 與效應性CD4+T 細胞暫時維持動態(tài)平衡,此時機體對自身組織仍處于耐受狀態(tài)[19]。同時,源于自身免疫應答產(chǎn)生的大量致炎因子如IL-17[20]、IL-6[21]、TGF-β等均可不同程度抑制CD4+CD25+Treg 的功能,因此該代償性平衡是有限度的,一旦平衡被打破,CD4+CD25+Treg 細胞比率則開始下降,但Th17 細胞在IL-6 和低濃度TGF-β 同時作用的情況下表達逐漸升高,均高于對照組。當CD4+CD25+Treg 的抑制功能不足以維持免疫平衡,以致其他效應性CD4+T 細胞不斷增殖,CD4+CD25+Treg/Th17 比值明顯低于對照組,就會導致APS 的發(fā)生。該研究結果揭示,CD4+CD25+Treg/Th17 在EAPS 免疫病理發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。
綜上所述,本研究結果顯示EAPS 小鼠血漿中Th17/Treg 失衡(細胞數(shù)量減少或比例改變),揭示了Th17/Treg 失衡在APS 免疫病理發(fā)生發(fā)展中具有重要的作用。CD4+CD25+Treg/Th17 細胞平衡將作為APS 病理機制及可能的治療新靶點而備受關注。本研究將在后續(xù)實驗中通過口服低劑量抗原建立免疫耐受模型,通過干預及阻斷進一步證實rhβ2GP1耐受反應的主動抑制可能是由TGF-β 介導的[22,23],同時來驗證CD4+CD25+Treg/Th17 在EAPS 的發(fā)病機制中的重要作用。
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