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        青藤堿對類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎成纖維樣滑膜細胞MyD88、TRAF-6 表達的影響①

        2015-03-18 11:41:38張洪長劉明昕王恩鵬姜鴻遠
        中國免疫學(xué)雜志 2015年4期
        關(guān)鍵詞:青藤培養(yǎng)液細胞因子

        張洪長 劉明昕 張 瑩 王恩鵬 陳 港 姜鴻遠

        (長春中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)藥與生物工程研究開發(fā)中心藥理研究室,長春 130117)

        RA 是一種病因未明的以慢性、對稱性、多關(guān)節(jié)滑膜炎和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)破壞為主要特征的自身免疫性疾?。?]。隨著免疫遺傳學(xué)研究的深入,發(fā)現(xiàn)固有免疫在RA 發(fā)病和病情進展中具有重要作用[2]。TOLL樣受體(Toll-like receptor TLR)信號傳導(dǎo)通路為介導(dǎo)固有免疫的經(jīng)典通路[3],MyD88 是TLR 信號通路上最重要的接頭蛋白,多數(shù)TLR 均可通過MyD88 激活TRAF-6,TRAF-6 被磷酸纖維素化后,誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化生長因子β 活化激酶1(TAK1)激活下游的NF-κB 信號通路,誘導(dǎo)促炎癥細胞因子的表達[4]。如TRAF-6缺失可以造成TLR 信號缺陷,抑制NF-κB 活化,減少炎性細胞因子產(chǎn)生[5]。炎性細胞釋放促炎癥因子和趨化因子的誘導(dǎo)降解酶,并誘導(dǎo)破骨細胞激活,從而導(dǎo)致骨與軟骨的破壞[6]。SIN 是從傳統(tǒng)中藥青風(fēng)藤中提取的生物堿單體,具有免疫抑制、抗炎鎮(zhèn)痛等多種藥理作用[7]。SIN 抑制RA-FLS 細胞內(nèi)MyD88 和TRAF-6 表達的研究,目前國內(nèi)外還少有相關(guān)報道。本實驗利用SIN 處置RA-FLS 細胞,闡明SIN 能夠有效地抑制RA-FLS 細胞內(nèi)MyD88 和TRAF-6 基因、蛋白表達,這或為SIN 抑制RA-FLS細胞增生導(dǎo)致患者軟骨和軟骨下骨破壞造成關(guān)節(jié)畸形和強直發(fā)生的重要分子機制之一。

        1 材料與方法

        1.1 細胞株、主要試劑和儀器 FLS 取自RA 患者(臨床診斷符合2009 年美國風(fēng)濕病學(xué)會標(biāo)準(zhǔn))近兩年手足關(guān)節(jié)微創(chuàng)手術(shù)關(guān)節(jié)囊廢棄物(符合倫理要求的實驗用標(biāo)本),由吉林大學(xué)附屬醫(yī)院骨科提供。青藤堿(>98%純度)購自成都克洛瑪生物科技有限公司;胎牛血清購自美國Thermo 公司;DMEM 培養(yǎng)基購自美國Gibco 公司;堿性磷酸酶(ALP)、CCK-8 細胞增殖-毒性檢測試劑盒,RNA-OUT 總RNA 提取試劑盒,總蛋白定量測試盒(BCA 法),RIPA 細胞裂解液,均購自南京建成生物工程研究所;兔抗人MyD88、TRAF-6,小鼠抗人β-actin 單克隆抗體,購自美國Santa Cruz 公司;羊抗兔二抗購自Bioworld Technology 公司;CO2培養(yǎng)箱(新加坡ESCO 公司),550 型酶標(biāo)儀(美國Bio-Rad 公司);ABI7500PCR 擴增儀:德國Biometra 產(chǎn)品;垂直板電泳裝置:美國Bio-Rad,Mini-ProteinⅢ;DYY40B 型轉(zhuǎn)印電泳槽:北京六一儀器廠產(chǎn)品;Chemi Imager5500 凝膠電泳成像分析系統(tǒng):美國Alphainno-tech Chemi Imager產(chǎn)品。

        1.2 青藤堿溶液的配制 用電子天平稱取青藤堿原粉(青藤堿的分子量為401.44 g/mol),溶解于DMEM 培養(yǎng)液中,配制成1 mol/L 濃度的試驗用液10 ml,無菌條件下,0.22 μm 微孔濾膜過濾后4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

        1.3 RA-FLS 細胞的原代培養(yǎng) 取RA 患者手足關(guān)節(jié)微創(chuàng)手術(shù)關(guān)節(jié)囊組織若干小塊,在含20% 胎牛血清的DMEM 培養(yǎng)液浸潤下,置于5% CO2、37℃培養(yǎng)箱中,進行原代細胞培養(yǎng)。根據(jù)細胞生長情況,每2~3 d 換液1 次。觀察細胞爬出情況,待細胞鋪滿瓶底約90% 時,用0.25% 胰蛋白酶采用消化法對細胞進行傳代。將培養(yǎng)基更換為含10% 胎牛血清的DMEM 培養(yǎng)液,每2 d 換液1 次,取第3 代細胞進行實驗。

        1.4 細胞分組及給藥 取對數(shù)生長RA-FLS 細胞隨機分為對照組:連續(xù)用含10% 胎牛血清的DMEM 培養(yǎng)液培養(yǎng);給藥組:含10% 胎牛血清的DMEM 培養(yǎng)液加SIN 培養(yǎng)后進行檢測。

        1.5 ALP 活性檢測 ATP 是自然界中各種生命活動中共用的能量載體,與生物體內(nèi)多種酶促反應(yīng),維持正常的生命活動,是活細胞新陳代謝的一個指標(biāo)。通過檢測ATP 含量,可以檢測出細胞的數(shù)量及細胞狀態(tài),也可檢測細胞的增殖情況。細胞以1 ×104ml-1的密度接種于96 孔板,待其鋪滿孔底后,更換為SIN 培養(yǎng)基;給藥組分別加入終濃度為0.125、0.25、0.5 和1 mmol/L 的SIN,對照組只加培養(yǎng)液,每2 d 換SIN 培養(yǎng)液1 次,誘導(dǎo)培養(yǎng)4 d,棄培養(yǎng)液,采用ALP 試劑盒測定細胞的ALP 活性,將ALP 活性最低者確定為SIN 的最佳濃度,后續(xù)實驗皆采用此濃度。

        1.6 CCK-8 法檢測細胞增殖率 選擇生長良好的第3 代RA-FLS 細胞,以1 ×104ml-1的密度接種于96 孔板中,每孔100 μl,對照組及0.5 mmol/L SIN組各5 孔,共60 孔,置于5% CO2、37℃培養(yǎng)箱中,貼壁后每隔24 h 各取5 孔測定細胞增殖情況。檢測時吸出培養(yǎng)基,每孔加入不含胎牛血清的DMEM 培養(yǎng)液100 μl 及10 μl CCK-8,CO2培養(yǎng)箱中孵育2 h,用酶聯(lián)免疫檢測儀測定450 nm 波長下的吸光度(A)值,換算為細胞增殖率。

        1.7 熒光定量PCR RA-FLS 細胞及經(jīng)0.5 mmol/L SIN 處置的RA-FLS 細胞,以1 ×105ml-1的密度,誘導(dǎo)培養(yǎng)4 d 后回收,用RNA-OUT 提取總RNA,逆轉(zhuǎn)錄,熒光定量PCR 方法測定MyD88 和TRAF-6 mRNA 的表達,以GAPDH 為內(nèi)參。PCR 反應(yīng)條件:94℃變性5 min(94℃,30 s;60℃,30 s;72℃,30 s)× 55 個循環(huán),72℃延伸5 min。引物從Gene Bank獲得,并用Prime 5.0 軟件設(shè)計,由大連寶生物工程有限公司合成。MyD88 上游引物:5'-ATA GGC ACC AGC ATG CAC-3',下游引物:5'-TAG GGT CCT TAC CAG GTA-3',擴增產(chǎn)物長度為181 bp;TRAF-6上游引物:5'-AGC CAC AAT CCC ATG-3',下游引物:5'-GTC ACG GAA AGG CGC-3',擴增產(chǎn)物長度為224 bp;GAPDH 上游引物:5'-CTC ATG ACC ACA GTC CAT GC-3',下游引物:5'-CAC ATT GGG GGT AGG AAC AC-3',擴增產(chǎn)物長度為201 bp。由計算機自動計算得出CT 值,根據(jù)所得CT 值應(yīng)用2-△△CT法 計 算MyD88 和TRAF-6 mRNA 相 對 表達量。

        1.8 Western blot 分析 RA-FLS 細胞及經(jīng)0.5 mmol/L SIN 處置的RA-FLS 細胞,以1 ×105ml-1的密度,誘導(dǎo)培養(yǎng)4 d 后,PBS 漂洗2 次,加入細胞裂解液RIPA,冰上靜置15 min 后收集裂解液,-20℃保存?zhèn)溆谩⑸鲜隽呀猱a(chǎn)物反復(fù)凍融裂解3 次,12 000 r/min 離心30 min,按照BCA-200 蛋白定量試劑盒說明書進行蛋白定量,取60 μg 蛋白經(jīng)SDSPAGE 凝膠電泳分離后,轉(zhuǎn)移至PVDF 膜上用封閉液封閉后,分別加入1∶200 兔抗人MyD88 和TRAF-6 一抗,4℃封閉過夜,TBST 洗滌3 次,每次15 min,加入過氧化物酶標(biāo)記的羊抗兔二抗(1∶1 000),置室溫避光2 h 顯色,比較特定蛋白條帶吸光度值。同時檢測β-actin 蛋白含量作為特定蛋白表達強弱的指標(biāo)。蛋白表達水平=特定蛋白灰度值/β-actin 蛋白灰度值。

        1.9 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS13.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析,細胞ALP 活性、細胞增殖、MyD88 和TRAF-6 蛋白表達水平以±s 表示,多組間樣本均數(shù)比較采用單因素方差分析。

        2 結(jié)果

        2.1 SIN 處置RA-FLS 細胞ALP 活性 加藥濃度為0.125、0.25、0.5 和1 mmol/L 的SIN 各組,對RA-FLS 細胞誘導(dǎo)培養(yǎng)4 d 后,檢測各組的ALP 活性均低于對照組,分別為3.286±0.180、3.102±0.127、2.716±0.097 和2.94±0.126,其中濃度為0.5 mmol/L 的SIN 組ALP 活性最低,與對照組活性(3.875±0.106)比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P <0.01),故后續(xù)實驗皆采用此濃度。

        2.2 SIN 作用不同時間RA-FLS 細胞增殖率 RAFLS 細胞及經(jīng)0.5 mmol/L SIN 處置的RA-FLS 細胞,用CCK-8 法檢測細胞增殖,結(jié)果顯示:與對照組細胞比較,0.5 mmol/L SIN 組處置細胞的生長明顯受到抑制,貼壁后24 h 即出現(xiàn)了生長速度的差異,此后出現(xiàn)明顯的生長差異,到第4 天時,對照組及SIN 組RA-FLS 細胞的增殖均達到高峰,進入平臺期,見表1。

        2.3 熒光定量PCR 檢測MyD88 和TRAF-6 mRNA的表達 細胞誘導(dǎo)培養(yǎng)4 d 后,SIN 對MyD88 和TRAF-6 mRNA 表達的影響與對照組比較,SIN 組MyD88 和 TRAF-6 mRNA 表達明顯降低(P <0.01),見表2。

        2.4 Western blot 法檢測MyD88 和TRAF-6 蛋白表達 細胞誘導(dǎo)培養(yǎng)4 d 后,經(jīng)Western blot 檢測,對照組中大量表達 MyD88 和 TRAF-6 蛋白,但0.5 mmol/LSIN給藥組中MyD88和TRAF-6的蛋白表達明顯降低,經(jīng)灰度分析顯示:對照組的MyD88 和TRAF-6 蛋白表達水平顯著高于0.5 mmol/L SIN 給藥組(P <0.01),見表3 和圖1。

        表1 對照組和SIN 組RA-FLS 細胞增殖率(n=6,±s,η/%)Tab.1 Proliferation rates of fibroblast-like synoviocytes in control group and SIN group(n=6,±s,η/%)

        表1 對照組和SIN 組RA-FLS 細胞增殖率(n=6,±s,η/%)Tab.1 Proliferation rates of fibroblast-like synoviocytes in control group and SIN group(n=6,±s,η/%)

        Note:1)P <0.01 vs control group.

        表2 對照組和SIN 組RA-FLS 細胞中MyD88 和TRAF-6 mRNA 的表達(n=6,±s)Tab.2 Expressions of MyD88 and TRAF-6 mRNA in fibroblast-like synoviocytes in SIN group and control group(n=6,±s)

        表2 對照組和SIN 組RA-FLS 細胞中MyD88 和TRAF-6 mRNA 的表達(n=6,±s)Tab.2 Expressions of MyD88 and TRAF-6 mRNA in fibroblast-like synoviocytes in SIN group and control group(n=6,±s)

        Note:1)P <0.01 vs control group.

        表3 SIN 組和對照組RA-FLS 細胞中MyD88 和TRAF-6蛋白表達水平(n=6,±s)Tab.3 Expressions levels of MyD88 and TRAF-6 proteins in fibroblast-like synoviocytes in SIN group and control group(n=6,±s)

        表3 SIN 組和對照組RA-FLS 細胞中MyD88 和TRAF-6蛋白表達水平(n=6,±s)Tab.3 Expressions levels of MyD88 and TRAF-6 proteins in fibroblast-like synoviocytes in SIN group and control group(n=6,±s)

        Note:1)P <0.01 vs control group.

        圖1 SIN 組和對照組RA-FLS 細胞中MyD88 和TRAF-6蛋白表達Fig.1 Expressions of MyD88 and TRAF-6 proteins of fibroblast-like synoviocytes in SIN group and control group

        3 討論

        RA 是以對稱性關(guān)節(jié)炎為特征的全身性自身免疫系統(tǒng)疾病,其患病率居自身免疫型結(jié)締組織病中首位。其病理過程中,滑膜細胞增殖、炎癥反應(yīng)繼而侵襲軟骨與骨組織,造成關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)破壞,最終導(dǎo)致關(guān)節(jié)畸形、強直和功能喪失[8,9]。以往的研究已揭示多種炎性細胞因子參與炎癥反應(yīng),新近研究主要集中在這些炎性因子的作用和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑[10,11];近年來TLR 信號傳導(dǎo)通路與自身免疫性疾病的研究成為熱點,MyD88、TRAF-6 是該通路中重要的接頭蛋白。MyD88 與IL-1R 相關(guān)激酶(IRAK)相互作用,參與催化IRAK 磷酸化,IRAK 脫離MyD88 與TRAF-6 結(jié)合,TRAF-6 活化后可刺激促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路活化NF-κB,導(dǎo)致多種前炎性因子的轉(zhuǎn)錄、分泌,從而造成滑膜炎癥、軟骨及骨破壞[12,13]。研究證實TLR 信號傳導(dǎo)通路中的MyD88 基因缺陷,動物的關(guān)節(jié)滑膜炎癥和骨組織的破壞明顯減輕[14]。基于TLR 信號途徑中MyD88 與前炎性因子轉(zhuǎn)錄的密切關(guān)系,MyD88 在RA 進展過程中發(fā)揮重要作用,在此信號傳導(dǎo)通路中,TRAF-6的激活可以促進炎性因子的表達,從而導(dǎo)致類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎病情的不斷惡化進展,如TRAF-6 缺失可以造成TLR 信號缺陷,抑制NF-κB 活化,減少炎性細胞因子產(chǎn)生。SIN 具有免疫抑制、抗炎鎮(zhèn)痛等多種藥理作用。在細胞因子水平,SIN 可通過抑制滑膜內(nèi)襯巨噬細胞樣細胞TNF-α 合成而阻斷RA 滑膜炎的發(fā)展[15];有效抑制Ⅱ型膠原誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎大鼠滑膜巨噬A 型細胞增生,纖維組織增生,減少滑膜細胞IL-6 mRNA 表達[16];下調(diào)人外周血單個核細胞IL-1β、IL-8 mRNA 表達[17];降低佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠血清及關(guān)節(jié)浸液內(nèi)IL-4 及IL-10 水平,從而增強細胞因子的抗炎效應(yīng)[18]。本研究以SIN 對體外培養(yǎng)的RA-FLS 細胞進行干預(yù),檢測細胞內(nèi)MyD88 和TRAF-6 基因、蛋白表達。研究結(jié)果顯示,使用0.5 mmol/L SIN 干預(yù)的RA-FLS 細胞與對照組比較,MyD88 和TRAF-6 基因、蛋白的表達受到明顯抑制,從而延緩RA-FLS 細胞增生導(dǎo)致患者軟骨和軟骨下骨破壞造成關(guān)節(jié)畸形和強直的發(fā)生,為青藤堿的進一步研究和臨床應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

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