唐穎悅 李靜 雷曉紅 李春敏 曾民德 茅益民
非酒精性脂肪性肝炎(NASH)作為非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)中更具肝臟病變進展風險的臨床表型,已成為美國肝移植的第二大適應(yīng)證[1]。其發(fā)病機制復(fù)雜,迄今尚無藥物獲批用于NASH的治療。有研究認為,轉(zhuǎn)錄因子激活蛋白1(AP-1)在NASH進展中具有重要作用[2],可通過調(diào)節(jié)Toll樣受體和PPARγ等信號通路影響NAFLD進展[3]。作為AP-1家族成員之一,B細胞轉(zhuǎn)錄激活因子(BATF)被認為是AP-1的抑制劑,主要表達于造血干細胞和免疫細胞如T淋巴細胞、B淋巴細胞、NKT細胞及巨噬細胞[4-5]。已有研究提示,BATF及其誘導的Th17細胞反應(yīng)可能在慢性乙型肝炎的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用[6]。也有研究提示,BATF的表達異常與腫瘤發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)[7-8]。然而,目前鮮有研究探討B(tài)ATF對NASH的影響,本研究旨在通過NASH小鼠模型,初步探討B(tài)ATF在NASH進展中的潛在作用。
雄性C57BL/6小鼠,6~8周齡,購于上海斯萊克動物實驗中心。所有實驗小鼠均飼養(yǎng)于上海睿太莫斯生物科技有限公司實驗動物中心,SPF級獨立通風籠,自由飲食。MCD飼料(A02082002B)購于美國Research Diets公司;TRIzol試劑購自美國Invitrogen公司;反轉(zhuǎn)錄試劑盒、PCR試劑盒購自日本Takara公司;PCR引物由上海生工合成,采用HAP方法純化,引物序列見表1。兔抗小鼠BATF抗體購自美國CST公司;兔二步法免疫組化檢測試劑盒、DAB染色液購自北京中杉金橋;Percoll購于德國GE Healthcare公司;流式細胞抗體、FoxP3固定和透化試劑盒均購自美國Biolegend和eBioscience公司。
雄性C57BL/6小鼠14只,隨機分成2組,每組各7只。在適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后開始誘導小鼠NASH模型,實驗組小鼠進食MCD 8周;對照組小鼠進食正常飼料,實驗期間自由飲水,飼養(yǎng)溫度控制在(24±2)℃,濕度為(50±5)%,每天換水和墊料,每周稱量體重及進食量。到第8周末,對實驗組和對照組小鼠進行安樂死處理并收集相應(yīng)樣本。使用全自動生化檢測儀檢測小鼠血清ALT、AST。
取適量肝臟組織,加入1 mL TRIzol裂解液后進行研磨裂解,加入200 μL氯仿后室溫靜置15 min,4 ℃,12 000 rpm離心15 min,取無色水相層加入異丙醇后室溫靜置30 min,4 ℃,12 000 rpm離心15 min,棄上清加入75%乙醇洗滌沉淀,DEPC水充分溶解沉淀并檢測mRNA濃度和純度。按反轉(zhuǎn)錄試劑盒說明將mRNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA,并使用SYBR Green體系進行qPCR檢測,設(shè)3個復(fù)孔,以2-δδCT法計算基因相對表達量。
肝組織4%多聚甲醛固定24 h,常規(guī)梯度酒精脫水,二甲苯透明,石蠟包埋。包埋標本均切成4 μm薄片,65 ℃烘烤1 h,常規(guī)脫蠟、水化后,經(jīng)微波抗原修復(fù),常規(guī)氧化水化,山羊血清封閉,一抗BATF(1∶500,美國CST)4 ℃封閉過夜。棄一抗,加入HRP標記的二抗,室溫孵育30 min,加入 PBS 洗滌3次,DAB顯色,蘇木素復(fù)染。
小鼠肝臟沖洗干凈,取出并研磨,將細胞離心、沖洗,用Percoll分離液分離,棄上清后加紅細胞裂解液離心,用RPMI1640細胞培養(yǎng)液重懸調(diào)整計數(shù)細胞為106/mL,制成肝臟單細胞懸液備用。取肝臟單細胞懸液100 μL, 分別加入Brilliant Violet 421TManti-mouse F4/80(BM8)、APC anti-mouse CD206 (MMR)(C068C2)、Brilliant Violet 605TManti-mouse CD11c(N418)、Zombie NIRTMFixable Viability Kit各1.5 μL 輕柔混合,4 ℃孵育30 min后加入 PBS 洗滌2次,固定透化,先后加入PE F(ab')2 Donkey anti-Rabbit IgG、BATF 4 ℃孵育30 min后加入 PBS 洗滌2次上機檢測,用FlowJo軟件進行后期數(shù)據(jù)分析。
采用SPSS 16.0軟件進行統(tǒng)計學分析,采用GraphPadPrism 7.0進行繪圖,計量資料采用均數(shù)±標準差表示。兩組間比較采用t檢驗,相關(guān)性分析采用Spearman Correlation方法。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
成功構(gòu)建對照組和MCD組動物模型后,對各組肝臟樣本進行RT-qPCR檢測,結(jié)果表明,與對照組相比,MCD組小鼠肝組織中BATF表達明顯增加,同時,TNF-α和IL-1β表達水平明顯上調(diào)。提示在MCD飲食誘導的NASH模型中,肝臟BATF和促炎因子表達水平均明顯增加兩組比較,差異均有統(tǒng)計學意義(均P<0.05)。見表2。
表1 PCR引物序列
表2 對照組和MCD組肝組織BATF、TNF-α、IL-1β mRNA表達水平(±s)
進一步確定BATF的表達水平和位置,如圖1A所示,對照組小鼠肝臟未見BATF陽性的細胞。然而,MCD組小鼠肝組織中可見BATF陽性細胞大量聚集在組織間質(zhì),表達在細胞核中(見圖1B),提示BATF在NASH肝組織中表達增強,且主要表達于間質(zhì)的炎性細胞胞核中。
圖1對照組和MCD組BATF蛋白表達(免疫組化DAB染色 200) A:對照組; B:MCD組
應(yīng)用流式細胞術(shù)檢測BATF在肝臟巨噬細胞中表達水平。結(jié)果顯示,MCD組F4/80+巨噬細胞的比例明顯高于對照組。MCD組的F4/80+BATF+細胞比例(52.24±13.43)%顯著高于對照組(16.39±6.49)%(P<0.01)。
分析巨噬細胞亞群發(fā)現(xiàn),MCD組M1型巨噬細胞明顯高于對照組(P<0.01),其中MCD組F4/80+CD11c+BATF+細胞比例(67.36±7.27)%明顯高于對照組(12.03±6.02)%(P<0.01)。而M2型巨噬細胞比例在兩組中無明顯差異。MCD組的F4/80+CD206+BATF+細胞比例(20.61±8.43)%明顯高于對照組(5.09±6.04)%(P<0.01)。以上結(jié)果表明,MCD組肝巨噬細胞大量浸潤,且以促炎作用的M1型巨噬細胞為主。同時,MCD組中BATF陽性的巨噬細胞比例明顯增多,以F4/80+CD11c+BATF+為主,提示BATF陽性的肝巨噬細胞參與NASH的發(fā)生、進展。
對兩組肝組織BATF mRNA水平和生化指標ALT、AST以及肝臟組織學NAS評分進行Spearman Correlation分析。結(jié)果顯示,BATF與ALT、AST存在顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)R分別為0.745和0.793(P<0.01);BATF與NAS積分、肝臟脂肪變、小葉炎癥、氣球樣變評分均存在明顯正相關(guān)(R分別為0.912、0.877、0.912和0.877,P<0.01)。
本研究發(fā)現(xiàn),NASH小鼠模型肝臟BATF表達明顯增高,并集中于肝臟的組織間質(zhì)。肝臟BATF陽性的巨噬細胞比例明顯升高,以F4/80+CD11c+BATF+為主,進一步的相關(guān)性分析結(jié)果顯示,BATF水平與肝臟組織學評分以及肝臟生化的臨床指標存在顯著相關(guān)性。
免疫調(diào)控的失調(diào)以及炎癥浸潤在NASH進展中發(fā)揮著重要作用[9]。在炎癥早期,庫普弗細胞活化,驅(qū)動其他免疫細胞,參與肝損傷的發(fā)生、發(fā)展。庫普弗細胞極化為兩種不同亞型:促炎作用的M1型和抑炎作用的M2型。M1型分泌促炎因子如TNF-α、IL-1β等,同時通過增加二?;视娃D(zhuǎn)移酶的活性增加肝臟的脂肪變性,促進NAFLD進展。IL-1β可通過自分泌或旁分泌方式促使庫普弗細胞和肝星狀細胞持續(xù)性活化,加重體內(nèi)炎癥、纖維化形成。TNF-α可促進Il-1β和IL-6的釋放。本研究發(fā)現(xiàn),MCD模型肝內(nèi)巨噬細胞以及M1型巨噬細胞比例明顯上升,TNF-α和IL-1β表達明顯增加,與Zhang等[10]研究一致。表明肝內(nèi)以M1型極化為主的巨噬細胞比例增加,并且該類細胞大量分泌促炎因子,可繼續(xù)招募炎癥細胞入肝,進一步加重炎癥反應(yīng)。
已有研究認為,AP-1家族是NAFLD疾病發(fā)展的重要靶點。成員Jun和Fos蛋白調(diào)節(jié)Toll樣受體可介導炎癥反應(yīng)[11]。Dorn等[2]發(fā)現(xiàn),NAFLD患者因肝臟脂肪變性誘導c-Jun表達水平明顯增加,加重了NAFLD的肝臟炎癥。既往報道發(fā)現(xiàn),BATF水平增高與乙型肝炎患者肝損傷程度相關(guān)[6],可能與其參與調(diào)節(jié)細胞代謝以及免疫應(yīng)答反應(yīng)有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn),MCD組小鼠的肝臟BATF表達明顯高于NC組,主要表達于肝臟間質(zhì)區(qū)的免疫細胞,而且,NASH組巨噬細胞表達主要以促炎的M1型巨噬細胞為主。因此,推測BATF表達增高可能與NASH肝臟內(nèi)炎癥細胞浸潤增多有關(guān),進而共同參與NASH進展。與臨床組織學和生化指標的關(guān)聯(lián)分析顯示,BATF與肝臟組織學特征以及肝損傷的生化指標存在顯著正相關(guān),這提示BATF可能是肝損傷的敏感生物標記,在預(yù)測NASH進展中可能具有潛在價值。