覃慧 鄭捷
上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院皮膚科 200025
目前銀屑病的發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚,但普遍認(rèn)為皮損中存在的炎癥性細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素(IL)17A、IL-17F、腫瘤壞死因子α(TNF-α)、IL-22及分泌IL-23 的樹突細(xì)胞、單核細(xì)胞在疾病發(fā)生發(fā)展中起著關(guān)鍵作用[1]。研究表明,缺乏γδT 細(xì)胞的小鼠在IL-23 或咪喹莫特(imiquimod,IMQ)刺激下皮膚表皮厚度和炎癥明顯減輕[2],銀屑病小鼠模型真皮中的γδT 細(xì)胞具有遷移能力,在穩(wěn)定狀態(tài)下,小鼠淋巴結(jié)中部分分泌IL-17 的γδT 來源于皮膚,提示IL-17+γδT 細(xì)胞在皮膚和淋巴結(jié)間可能存在動態(tài)變化[3-4]。皮膚淋巴細(xì)胞抗原(cutaneous lymphocyte antigen,CLA)特異性表達(dá)于具有組織遷移能力的細(xì)胞,介導(dǎo)細(xì)胞歸巢至組織。鞘氨醇1-磷酸鹽(sphingosine-1-phosphate,S1P)受體拮抗劑(FTY720)能有效下調(diào)表達(dá)于致病性T 淋巴細(xì)胞上的S1P受體1(S1P1),抑制細(xì)胞的遷移,降低炎癥因子的產(chǎn)生[5-7],但其是否可通過阻斷組織之間致病性細(xì)胞的交流以緩解銀屑病的報道較少。本研究通過研究FTY720對銀屑病小鼠模型的治療作用及分子機(jī)制,為FTY720 進(jìn)一步應(yīng)用于銀屑病治療提供理論依據(jù)。
IMQ(美國3M 公司),F(xiàn)TY720、膠原蛋白酶Ⅳ、透明質(zhì)酸酶、DNA酶Ⅰ(美國Sigma公司),RPMI 1640培養(yǎng)基(美國GIBCO 公司),胎牛血清(FBS,美國GIBCO公司),淋巴細(xì)胞分離液(Ficoll,美國Biowest公司),固定/破膜(Fixation/Permeabilization)工作液、10×洗液(10×Wash buffer)、高爾基體抑制劑(Golgiplug,美國Biolegend公司)。流式抗體為大鼠抗小鼠單抗,由美國Biolegend 公司生產(chǎn),主要有Fc-blocker、PE 標(biāo)記的 CLA(CLA-PE)、Percp/cy5.5標(biāo)記的 CD3(CD3-Percp/cy5.5)、APC 標(biāo)記的 S1P1(S1P1-APC)、APC 標(biāo)記的γδ(γδ-APC)、APC/cy7 標(biāo)記的 Viability Dye(Viability Dye-APC/cy7)、PE/cy7標(biāo)記的IL-17(IL-17-PE/cy7)、PE/cy7標(biāo)記的γδ(γδ-PE-cy7)、PE/cy7 標(biāo)記的IgG1(IgG1-PE/cy7)、FITC標(biāo)記的CD45(CD45-FITC)、APC 標(biāo)記的Gr1(Gr1-APC)、PE/cy7標(biāo)記的CD11b(CD11b-PE/cy7)。40 μm無菌細(xì)胞篩(美國VWR公司),流式細(xì)胞儀(CantoⅠ,美國BD公司)。
8 只 6 ~ 8 周齡、體重 18 ~ 20 g、SPF 級雌性C57BL/6 小鼠購自美國Charles River 實驗室,飼養(yǎng)于美國University of Louisville 動物房SPF 環(huán)境,動物實驗許可證號(Institution Animal Care and Use Committee:16574)。按小鼠體重隨機(jī)分為 2 組,小鼠每只耳朵涂抹10 mg/d IMQ,連續(xù)涂7 d,實驗組3 只小鼠于第2(D1)、4、6 天腹腔注射FTY720,對照組5 只小鼠注射無菌磷酸鹽緩沖液(1 × PBS,pH7.4)。PBS用量為200 μl,F(xiàn)TY720用量為1 mg/kg,溶于PBS[8]。在實驗過程中由D0至D7每天測量鼠耳厚度,D7處死小鼠,取雙耳皮膚及雙側(cè)頸部引流淋巴結(jié)。腹腔注射FTY720及測量耳厚度均在當(dāng)天涂抹IMQ之前進(jìn)行。
1.鼠耳朵皮膚組織病理:小鼠處死后取耳朵1 cm × 0.5 cm 皮膚組織,包埋冰凍組織塊,切片后-80 ℃保存。取冰凍切片行常規(guī)HE 染色,光鏡下觀察。取冰凍切片,-20 ℃丙酮固定30 min,通風(fēng)干燥 30 min,置于 5 片式染缸,PBS 洗 3 次,滴加20% FBS,于4 ℃封閉過夜,PBS 洗1 次后加入Gr1單抗(1∶100稀釋),4 ℃避光過夜,PBS洗3次,吸取表面殘留水珠,滴加DAPI染色10 min,PBS洗3次,滴加防淬滅劑,封片。熒光顯微鏡下觀察結(jié)果并拍照。
2.皮膚細(xì)胞獲?。禾幩佬∈蠛蠹粝码p耳皮膚并剪成肉糜狀,與皮膚消化酶(膠原蛋白酶Ⅳ、透明質(zhì)酸酶、DNA酶Ⅰ)中37 ℃旋轉(zhuǎn)消化2 h,采用2 ml針筒內(nèi)芯研磨,通過40 μm 無菌細(xì)胞篩,1 800 r/min(離心半徑14 cm,離心半徑下同)離心7 min,棄上清液。采用3 ml完全培養(yǎng)液(RPMI 1640,10%FBS)重懸,加入3 ml淋巴細(xì)胞分離液,于室溫下2 000 r/min離心15 min,吸取中間絮狀層和下層粒細(xì)胞層加入6 ml 完全培養(yǎng)液,1 800 r/min 離心 7 min,棄上清液。1 ml完全培養(yǎng)液重懸,計數(shù)后用于流式細(xì)胞儀檢測。
3.頸部引流淋巴結(jié)細(xì)胞獲取:處死小鼠后沿腹中線剪開小鼠皮膚直至下頜,取小鼠頸部淋巴結(jié)左右各 3 個置于 RPMI 1640 完全培養(yǎng)液,2 ml 針筒內(nèi)芯研磨后通過 40 μm 無菌細(xì)胞篩,1 500 r/min 離心5 min,棄上清液。1 ml 完全培養(yǎng)液重懸,計數(shù)后用于流式細(xì)胞儀檢測。
4.流式細(xì)胞儀檢測中性粒細(xì)胞比例:皮膚細(xì)胞懸液中取1×106個細(xì)胞,加入1ml PBS,1 500 r/min離心5 min,棄上清液。加入2 μl Fc-block 4 ℃孵育10 min。加入 Viability Dye-APC/cy7、CD45-FITC、Gr1-APC、CD11b-PE/cy7,4 ℃避光孵育20 min,加入1 ml PBS,1 500 r/min 離心 5 min,棄上清液。加入100 μl PBS 重懸后于流式細(xì)胞儀檢測中性粒細(xì)胞比例。
5.流式細(xì)胞儀檢測皮膚細(xì)胞中CD3+T、γδT細(xì)胞比例及淋巴結(jié)細(xì)胞中CLA、S1P1 的表達(dá):皮膚細(xì)胞懸液或淋巴結(jié)細(xì)胞中取1×106個細(xì)胞,加入1 ml PBS,1 500 r/min離心5 min棄上清液。加入2 μl Fcblock 4 ℃孵育10 min。加入Viability Dye-APC/cy7、CD3-Percp/cy5.5、γδ-PE-cy7、CLA-PE、S1P1-APC,4 ℃避光孵育20 min,加入1 ml PBS,1 500 r/min 離心5 min,棄上清液。加入100 μl PBS 重懸后FACS CantoⅠ檢測 CD3+T、γδT 細(xì)胞比例及 CLA、S1P1表達(dá)。
6.流式細(xì)胞儀檢測CD3+T、γδT 細(xì)胞中IL-17+細(xì)胞比例:皮膚細(xì)胞懸液或淋巴結(jié)細(xì)胞懸液中取2×106個細(xì)胞,加入24孔培養(yǎng)板中,加入完全培養(yǎng)基補(bǔ)足至1 ml,皮膚細(xì)胞懸液加入Golgiplug 1 μl,37 ℃,5% CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)4 h 后收集細(xì)胞至流式管。1 500 r/min 離心 5 min,棄上清液。加入2 μl Fc-block 4 ℃孵育10 min。加入CD3-Percp/cy5.5、γδ-APC、Viability Dye- APC/cy7、IL-17-PE/cy7 4 ℃孵育20 min。加入1 ml PBS 1 500 r/min離心5 min。盡量棄上清液后加入 400 μl 固定/破膜(Fixation/Permeabilization)工作液400 μl,室溫20 min。加入1 ml 1× 洗液1 500 r/min 離心5 min,棄上清液,重復(fù)2 次。樣本管加入IL-17-PE/cy7,同型對照管中加入相對應(yīng)的同型對照,4 ℃冰箱孵育至少45 min。1 ml 1×洗液1 500 r/min離心5 min,棄上清液。加入100 μl 1 × 洗液重懸后流式細(xì)胞儀檢測IL-17+CD3+T、γδT細(xì)胞的比例。所有流式結(jié)果應(yīng)用Flow J軟件分析。
采用Graphpad Prism 6.0軟件,計量資料以±s表示,數(shù)據(jù)中符合正態(tài)分布的資料用t檢驗,不符合正態(tài)分布采用非參數(shù)檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
D2 時實驗組小鼠耳厚度明顯低于對照組(t=4.23,P< 0.01),直至D7 實驗組小鼠耳厚度均低于對照組(P< 0.01)。見圖1。
小鼠耳組織切片HE 染色顯示,實驗組小鼠耳表皮厚度(18.62 μm ± 0.19 μm)低于對照組(27.79 μm ± 1.58 μm),t= 4.35,P< 0.01(圖 2A)。免疫熒光染色顯示,實驗組小鼠耳組織中性粒細(xì)胞浸潤程度低于對照組(圖2B)。流式細(xì)胞儀檢測小鼠耳組織中性粒細(xì)胞比例。結(jié)果顯示,實驗組中性粒細(xì)胞比例(1.57%±0.12%)低于對照組(3.03%±0.33%),t=3.31,P=0.016(圖2C)。
流式結(jié)果顯示,實驗組小鼠皮膚中CD3+、γδT細(xì)胞比例均低于對照組(t= 3.98、2.75,P< 0.05),見圖3,CD3+細(xì)胞、γδT 細(xì)胞中IL-17+細(xì)胞比例亦均低于對照組(t= 6.89、10.27,P< 0.001),αβT 細(xì)胞中IL-17+細(xì)胞比例與對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=0.184,P= 0.86),見圖4。引流淋巴結(jié)中,實驗組γδT 細(xì)胞比例高于對照組(t= 5.781,P= 0.001),γδT 細(xì)胞中IL-17+細(xì)胞比例亦高于對照組(t=4.140,P=0.006),見圖5。
圖1 C57BL/6 小鼠耳涂抹咪喹莫特(IMQ)后腹腔注射FTY720 對耳厚度的影響 實驗組n=3;對照組n=5。a:兩組比較,P < 0.01
流式結(jié)果顯示,實驗組γδT 細(xì)胞S1P1、CLA 平均熒光強(qiáng)度均低于對照組(t值分別為50.55、31.64,P< 0.000 1)。見圖6。
圖2 FTY720 對咪喹莫特(IMQ)誘導(dǎo)銀屑病小鼠耳皮膚組織的影響 2A:實驗組小鼠耳組織表皮厚度低于對照組(HE×10);2B:免疫熒光染色顯示,實驗組小鼠耳組織中性粒細(xì)胞浸潤程度低于對照組(圖中比例尺單位為50 μm);2C:流式細(xì)胞儀檢測小鼠耳組織細(xì)胞中中性粒細(xì)胞比例
圖3 流式細(xì)胞儀檢測咪喹莫特(IMQ)誘導(dǎo)及腹腔注射FTY720后C57BL/6小鼠耳皮膚CD3+、γδT細(xì)胞比例 a:兩組比較,P <0.05
圖4 流式細(xì)胞儀檢測咪喹莫特(IMQ)誘導(dǎo)及腹腔注射FTY720后C57BL/6小鼠耳皮膚CD3+細(xì)胞、γδT、αβT細(xì)胞中IL-17+細(xì)胞比例 兩組比較,a:P < 0.05,b:P > 0.05
圖5 流式細(xì)胞儀檢測咪喹莫特(IMQ)誘導(dǎo)及腹腔注射FTY720后C57BL/6小鼠引流淋巴結(jié)中γδT細(xì)胞及IL-17+γδT細(xì)胞比例 a:兩組比較,P < 0.05
圖6 流式細(xì)胞儀檢測咪喹莫特(IMQ)誘導(dǎo)及腹腔注射FTY720后C57BL/6小鼠引流淋巴結(jié)中 γδT 細(xì)胞S1P1、CLA 平均熒光強(qiáng)度 實驗組γδT 細(xì)胞S1P1、CLA 平均熒光強(qiáng)度均低于對照組(P < 0.001)
銀屑病是一種機(jī)制未明的炎癥性皮膚病,抑制炎癥細(xì)胞浸潤、控制炎癥因子產(chǎn)生及進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)是當(dāng)前銀屑病治療的主要策略[9]。目前針對IL-17及其受體的生物治療在治療銀屑病中已取得良好效果[10]。由于S1P1在細(xì)胞遷移浸潤中發(fā)揮重要作用[11],提示FTY720可通過抑制S1P1的表達(dá)減少炎癥細(xì)胞的浸潤以達(dá)到緩解銀屑病的目的。本研究顯示,F(xiàn)TY720 的使用可以顯著緩解銀屑病小鼠皮膚增厚,降低表皮厚度,減少中性粒細(xì)胞浸潤,并降低皮膚中T細(xì)胞分泌IL-17水平,表明FTY720可以顯著緩解小鼠銀屑病臨床癥狀且能降低主要致炎因子IL-17的水平。既往研究表明,IL-23皮內(nèi)注射或IMQ局部涂抹誘導(dǎo)的小鼠銀屑病模型中,真皮層中的γδT細(xì)胞是分泌IL-17的最主要細(xì)胞[12]。本研究采用IMQ誘導(dǎo)小鼠銀屑病模型也發(fā)現(xiàn),分泌IL-17的主要細(xì)胞是γδT 細(xì)胞,且FTY720 可顯著降低γδT細(xì)胞分泌IL-17水平,提示FTY720通過降低分泌IL-17 的γδT細(xì)胞來緩解銀屑病的癥狀。
S1P 與表達(dá)于多種免疫細(xì)胞上的S1P 1 ~5 結(jié)合以介導(dǎo)細(xì)胞遷移[13]。研究表明,F(xiàn)TY720 能通過抑制S1P1表達(dá)抑制特異性免疫細(xì)胞αβT細(xì)胞由淋巴結(jié)遷出,進(jìn)而顯著降低其在血液循環(huán)中的數(shù)量[14],降低炎癥因子的分泌[5,15]。FTY720在小鼠腦梗死模型中也有很好的治療效果,可能的機(jī)制在于其能有效抑制γδT 細(xì)胞在腦部病灶的浸潤[16]。但是γδT 細(xì)胞是否也是通過S1P1進(jìn)行遷移以及被抑制的γδT細(xì)胞去向如何均報道較少。本研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)TY720 處理組 γδT 細(xì)胞表達(dá) S1P1 顯著下調(diào),引流淋巴結(jié)中γδT、IL-17+γδT 細(xì)胞比例明顯升高,而皮膚組織中γδT、IL-17+γδT 細(xì)胞均明顯減少,提示抑制 γδT 細(xì)胞 S1P1 的表達(dá)可將 γδT 細(xì)胞限制于引流淋巴結(jié)而減少其在皮膚組織中的比例。而FTY720顯著下調(diào)引流淋巴結(jié)γδT 表面CLA 表達(dá),也提示γδT細(xì)胞歸巢至皮膚組織能力降低。
本研究顯示FTY720的使用升高引流淋巴結(jié)中γδT 細(xì)胞比例,同時降低其在皮膚中的比例,提示FTY720可能有抑制引流淋巴結(jié)中γδT細(xì)胞向皮膚浸潤的能力,隨后我們將進(jìn)一步對此觀點進(jìn)行驗證。IMQ 誘導(dǎo)的小鼠銀屑病模型盡管是目前研究銀屑病最為廣泛的動物模型,但不能完全代替人發(fā)生的銀屑病,因此研究FTY720 對人銀屑病的治療效應(yīng)及分子機(jī)制將是我們接下來工作的方向。
利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突