張 煒,萬巧鳳,馬 銳,黃 菱,王 麗
(寧夏醫(yī)科大學基礎醫(yī)學院病原生物學與醫(yī)學免疫學系,銀川 750004)
枸杞為茄科灌木植物,其成熟果實——枸杞子具有滋補肝腎、益精明目的功效。枸杞多糖(lycium barbarum polysaccharides,LBP)是枸杞子的主要生物活性成分,是由阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖、鼠李糖6種單糖組成的一種大分子水溶性多糖。近年來廣泛的藥理學研究表明,LBP 具有抗氧化[1-2]、抗腫瘤[3]、降血糖[4]、降血脂[5]、免疫調(diào)節(jié)[6]和神經(jīng)保護[7-8]等作用。樹突狀細胞(dendritic cell,DC)是目前所知抗原提呈能力最強的專職抗原提呈細胞(antigen presenting cell,APC),參與抗原的識別、加工處理與提呈,在免疫應答過程中發(fā)揮至關重要的作用[9]。DC2.4細胞是通過轉(zhuǎn)染癌基因v-myc和v-raf的C57BL/6小鼠骨髓細胞而建立的永生化細胞系[10],具有很強的吞噬功能,是用于DC研究的一種標準的未成熟細胞系[11]。本研究以未成熟樹突狀DC2.4細胞為研究對象,通過觀察LBP對DC2.4細胞增殖、抗原吞噬及成熟的影響,初步探討LBP發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的分子機制。
1.1.1 實驗細胞 DC2.4是將myc和raf癌基因轉(zhuǎn)染至C57BL/6小鼠骨髓細胞而建立的DC細胞株。DC2.4細胞(AY0006)購自上?;鄯f生物科技有限公司。
1.1.2 藥品 LBP(寧夏啟元藥業(yè)有限公司,純度>90%),由寧夏醫(yī)科大學劉志宏老師課題組惠贈,用含1‰ DMSO的 RPMI 1640不完全培養(yǎng)基配制成1 g·L-1的LBP母液,再用 0.22 μm 濾器(Millpore)過濾除菌后分裝,貯存于-20℃?zhèn)溆谩?.1.3 試劑 CCK-8試劑盒(東仁化學科技有限公司,貨號:CK04);脂多糖(LPS,Sigma,批號:L-2880);胎牛血清(Gibco,貨號:26010074)、RPMI 1640培養(yǎng)基(Gibco,貨號:31870082);FITC 標記的卵清蛋白(OVA)(北京博奧森生物技術有限公司,貨號:bs-0283P)、PE標記兔抗鼠CD86抗體(北京博奧森生物技術有限公司,貨號:bs-1035R)。
1.2.1 DC2.4細胞培養(yǎng) 含10%胎牛血清的RPMI 1640培養(yǎng)液,于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)DC2.4細胞,隔天換液。觀察細胞形態(tài),傳代3~4次后,挑選狀態(tài)良好的細胞備用。
1.2.2 LBP對DC2.4細胞增殖的影響 將DC2.4細胞接種于96孔板,5000個/孔。待細胞貼壁后換用含有5%胎牛血清的1640完全培養(yǎng)液,同步化培養(yǎng)13~14 h后進行不同處理??瞻讓φ战M無任何處理;LBP組分別加入終濃度為200μg·mL-1、100 μg·mL-1和 20 μg·mL-1的 LBP(對應高、中、低濃度組);LPS 組加入終濃度為 5 μg·mL-1的LPS。設置6個復孔/組,在37℃、5%CO2條件下分別培養(yǎng) 12 h、24 h、48 h 后,每孔加入 10 μL CCK-8溶液,在培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)2 h,然后用酶標儀測定570 nm處的吸光值。
1.2.3 LBP對DC2.4細胞吞噬OVA的影響 接種對數(shù)生長期DC2.4細胞于12孔板,3×105個/mL,待細胞貼壁后進行不同處理。空白對照組無任何處理;LBP 組分別加入終濃度為 200 μg·mL-1、100 μg·mL-1和 20 μg·mL-1的 LBP,于 5%CO2、37℃條件下培養(yǎng)48 h后,每孔加入終濃度為50 μg·mL-1的 FITC-OVA 無血清培養(yǎng)基 2 mL。再繼續(xù)培養(yǎng)4 h后,用4℃預冷的PBS液終止反應,經(jīng)消化、離心后收集細胞,再用預冷的PBS洗滌2次,最后取500 μL預冷PBS重懸細胞,用流式細胞儀檢測吞噬熒光素的吞噬細胞百分比。
1.2.4 LBP對DC2.4細胞成熟標志分子CD86的影響 接種DC2.4細胞于12孔板,3×105個/mL,待細胞貼壁后進行不同處理。空白對照組無任何處理;LBP 組加入終濃度為 100 μg·mL-1的 LBP;LPS 組加入終濃度為 5 μg·mL-1的 LPS;LPS+LBP組加入終濃度為 5 μg·mL-1的 LPS 及 100 μg·mL-1的 LBP。設置3個復孔/組,在 37℃、5%CO2條件下培養(yǎng)48 h后,消化、收集各組細胞。每孔分別加入終濃度為5 mg·L-1的PE標記CD86抗體1 μL,37℃、避光孵育 30 min,然后用預冷 PBS洗3遍,最后取500 μL預冷PBS重懸細胞,用流式細胞儀進行檢測。
數(shù)據(jù)使用SPSS 17.0軟件處理與分析。計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示,各組均數(shù)比較采用單因素方差分析。P≤0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
倒置顯微鏡下觀察DC2.4細胞,為貼壁黏附生長細胞,其形態(tài)與小鼠骨髓來源的DC形態(tài)特征相似,符合不成熟DC的特點[12]。細胞形態(tài)如圖1所示。
CCK-8檢測結(jié)果顯示:空白對照組培養(yǎng)24 h和48 h后,DC2.4細胞增殖(P<0.05)。加入LPS后,在12 h、24 h及48 h三個時間點,DC2.4細胞均增殖(P<0.05)。LBP 組高、中濃度組在 12 h、24 h及48 h三個時間點均沒能促進DC2.4細胞增殖,增殖水平接近空白對照細胞;低濃度組在24h和48h均可促進DC2.4細胞增殖(P<0.05)。見圖2。
抗原吞噬結(jié)果如圖3所示,高、中、低濃度LBP均可促進DC2.4細胞吞噬抗原,吞噬細胞百分比分別為28.2%、30.2%和23.3%,均高于空白對照組(18.9%)(P均<0.05)。
檢測結(jié)果如圖4所示,單獨使用LPS或LBP,均可上調(diào) CD86表達(P<0.01);聯(lián)合使用LPS和LBP后,CD86的表達低于LPS組(P<0.05)。
DC是機體中最重要的APC,它不僅能激活免疫應答,而且能誘導免疫耐受,發(fā)揮著維持機體免疫平衡的重要作用。DC的功能與其所處的發(fā)育階段有著密切的關系——未成熟DC捕獲和加工抗原的能力比較強,但提呈抗原的能力非常弱;成熟DC抗原提呈的能力比較強,但捕獲和加工抗原的能力非常弱[11]。未成熟DC在攝取抗原或受到LPS等因素刺激后,呈遞抗原的能力逐漸增強,而攝取、加工處理抗原的能力逐漸減弱,最終發(fā)育為成熟樹突狀細胞[13]。本實驗所用DC2.4細胞是先用GM-CSF轉(zhuǎn)染C57BL/6小鼠骨髓細胞,然后再轉(zhuǎn)染myc和raf癌基因而建立的永生化細胞株,其攝取抗原后可從未成熟狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒鞝顟B(tài)[14]。OVA是抗原吞噬研究中常用的外源性抗原,與異硫氰酸熒光素(fluorescein isothiocyanate,F(xiàn)ITC)偶聯(lián)后,可被未成熟 DC2.4細胞吞噬。通過流式細胞儀檢測吞噬熒光素的吞噬細胞百分率,可間接反映DC2.4細胞吞噬抗原的能力[15]。CD80和CD86是重要的共刺激分子,對T細胞和樹突狀細胞的相互作用具有重要的影響[16],在DC成熟過程中,CD86表達上調(diào),使DC與T細胞接觸持久而穩(wěn)定[17]。
本研究結(jié)果顯示:在LBP對DC2.4細胞增殖影響實驗中,100 μg·mL-1及 200 μg·mL-1LBP 在作用12 h、24 h、48 h后均不能促進DC2.4增殖,而 20 μg·mL-1LBP 在 24 h、48 h 均可促進 DC2.4細胞增殖,說明中、高濃度LBP具有維持細胞數(shù)量穩(wěn)態(tài)效應。在LBP對DC2.4吞噬抗原影響實驗中,20 μg·mL-1、100 μg·mL-1及 200 μg·mL-1LBP均可促進DC2.4細胞吞噬抗原,以100 μg·mL-1LBP促抗原吞噬作用最佳。在LBP對DC2.4成熟影響實驗中,LPS和LBP均可上調(diào)DC2.4細胞表面CD86的表達,但LPS和LBP聯(lián)合使用后,CD86的表達低于單用LPS,說明LBP可適度抑制LPS誘導促進DC2.4成熟作用。
綜上所述,LBP發(fā)揮抗炎免疫調(diào)節(jié)作用的生物學機制可能與影響DC的功能相關。本實驗僅僅初步探究了LBP對DC2.4部分功能的影響作用,下一步將深入探究其對LPS誘導DC2.4的炎癥信號轉(zhuǎn)導途徑中關鍵分子的影響以及對共培養(yǎng)的初始T細胞的影響,以期進一步確定LBP發(fā)揮抗炎效應的免疫調(diào)節(jié)機制。