李世舉,王艷旭,邱建敏,吳松鷹,鐘曉勇,施方圓
(1.福建中醫(yī)藥大學附屬第二人民醫(yī)院,福建 福州350003;
2.福建中醫(yī)藥大學附屬人民醫(yī)院,福建 福州350004;3.莆田市第一醫(yī)院,福建 莆田351100)
實驗性自身免疫性腦脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)是多發(fā)性硬化(multiple sclerosis,MS)的動物模型。炎癥狀態(tài)下,無法區(qū)分中樞神經(jīng)系統(tǒng)固有的小膠質(zhì)細胞及血液來源的巨噬細胞,兩者形態(tài)及細胞表面標志物一樣,統(tǒng)稱小膠質(zhì)/巨噬細胞?;罨癄顟B(tài)的小膠質(zhì)/巨噬細胞有2種類型,即M1型及M2型,M1型促進炎癥反應,M2型減輕炎癥反應[1-3]。M1型分子標志物有CD80、CD86等,釋放TNF-α等促炎因子[1],M2型分子標志物有CD206、Arg-1等,分泌TGF-β等抗炎因子[1]。近來的研究表明,MS患者小膠質(zhì)/巨噬細胞向M1型極化,加劇中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應,使病情惡化[1]。我們前期研究[4]發(fā)現(xiàn)雷公藤內(nèi)酯醇(triptolide,Tri)對EAE有治療作用,但機制尚未明確。本研究旨在觀察Tri對EAE小鼠小膠質(zhì)/巨噬細胞M1/M2極化的影響。
1.1 實驗動物 SPF級雌性SJL/J小鼠60只,8~10周齡,體質(zhì)量18~22 g,購自北京維通利華實驗動物技術有限公司,生產(chǎn)許可證號:SCXK(京)2019-0009,合格證編號:110011210103100654。飼養(yǎng)于福建醫(yī)科大學實驗動物中心,使用許可證號:SYXK(閩)2016-0006,恒溫恒濕,控制室溫22℃,相對濕度50%,明暗各12 h,自由取食標準飼料和飲水,動物適應環(huán)境3 d后分組實驗。
1.2 主要藥物及試劑 雷公藤內(nèi)酯醇(福建醫(yī)學科學研究所);蘇木精、伊紅染色劑(北京經(jīng)科化學試劑經(jīng)營公司);髓鞘蛋白脂質(zhì)蛋白139-151(PLP139-151,美國Eurogentec公司);完全弗氏佐劑(含滅活牛型結核桿菌1 mg/mL)、百日咳毒素均購自美國Sigma公司;滅活牛型結核桿菌(上海生物制品研究所,1 mL約含100 mg);兔抗鼠CD80一抗,兔抗鼠CD206一抗,Alexa Fluor 488標記的山羊抗兔二抗,DAPI、TNF-α、TGF-β1 ELISA試劑盒(美國Invitrogen公司);OCT包埋劑(美國Sakura公司)。
1.3 實驗儀器 CM1950冰凍切片機、RM2245石蠟切片機(德國LEICA公司);BX43光學顯微鏡、BX58正置熒光顯微鏡(日本OLYMPUS公司);SUNRISEBASIC酶標儀(瑞士TECAN公司)。
2.1 分組及模型的建立 小鼠采用隨機數(shù)字法分為對照組、模型組、Tri組,每組各20只。參照Xie C等[5]的方法,將PLP139-151、完全弗氏佐劑、滅活結核桿菌混合,充分乳化制成誘導乳劑。模型組、Tri組免疫的當天小鼠腹部皮下注射0.2 mL誘導乳劑,同時及第48 h腹腔注射100 ng百日咳毒素;對照組在相同時間注射等容積生理鹽水。
2.2 給藥 開始免疫的當天記為免疫后第1天,Tri組免疫后第7天起每日腹腔注射Tri 100μg/(kg·d),對照組及模型組每日腹腔注射等容積的生理鹽水,均每日上午1次,連續(xù)7 d。
2.3 實驗動物處置及標本收集 動物在免疫后第14天,經(jīng)2%戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉后,4℃生理鹽水心臟灌流后快速取脊髓腰膨大,隨后4%多聚甲醛心臟灌流,于冰上斷頭取腦組織及脊髓頸膨大,將腦組織置于4%多聚甲醛,4℃冰箱過夜。第2天取出標本,依次于20%及30%蔗糖PBS緩沖液中脫水,OCT包埋,-20℃冰凍切片機從視交叉往后行連續(xù)冠狀冰凍切片,制8μm厚切片。頸膨大置于10%的福爾馬林中固定,18 h后作石蠟包埋,制4μm厚切片。
3.1 神經(jīng)功能評分 常規(guī)飼養(yǎng)3組小鼠,在免疫后第14天進行神經(jīng)功能評分,評分采用15分法[6]。尾巴:無癥狀0分;半癱1分,全癱2分。肢體(對每個肢體進行單獨評分):無癥狀0分,肢體力弱或步態(tài)改變1分,不完全癱瘓2分,完全癱瘓3分。對尾巴和每個肢體的情況逐一評分,累加得出總分,死亡記為15分。
3.2 病理學觀察 頸膨大每只動物隨機取3張切片,行HE染色后光學顯微鏡下觀察炎性浸潤細胞情況,每張切片隨機取5個不重復的高倍視野,盲法計算炎性浸潤細胞數(shù),把炎性浸潤細胞數(shù)相加作為該只小鼠的總的炎性浸潤細胞數(shù)。
3.3 免疫熒光檢測大腦CD80和CD206蛋白的表達 每只動物分別取3張連續(xù)的大腦冰凍切片,PBS溶液漂洗5 min×3次,10%驢血清在37℃下封閉20 min,加CD80和CD206一抗,4℃過夜,37℃復溫15 min,PBS溶液漂洗5 min×3次,避光加熒光標記二抗,37℃孵育1 h,避光漂洗,加DAPI,封片,熒光顯微鏡下觀察。每張切片隨機取5個不重復的視野拍照,盲法計算陽性細胞數(shù)。
3.4 ELISA法檢測腰膨大TGF-β1、TNF-α水平各組小鼠腰膨大于4℃冰浴下勻漿,離心,提取上清液,每孔加上清液100μL,置37℃環(huán)境120 min,隨后采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附實驗法測定TGF-β1、TNF-α蛋白的表達。檢測方法按說明書進行。
3.5 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 27.0軟件處理數(shù)據(jù)。計量資料符合正態(tài)分布以(±s)表示,兩組間比較采用t檢驗,多組間比較采用單因素方差分析,進一步兩兩比較采用SNK-q法。
4.1 3組免疫后第14天神經(jīng)功能評分的比較 見表1。
4.2 3組小鼠頸膨大病理形態(tài)的比較 對照組病理未見炎性細胞浸潤。模型組及Tri組可見較多炎性細胞浸潤,部分小血管周圍有大量炎性浸潤細胞,形成“袖套”狀改變,說明造模成功。模型組炎性浸潤細胞數(shù)為(130.55±20.60)個,Tri組炎性浸潤細胞數(shù)為(109.70±26.87)個,Tri組比模型組減少(P<0.05)。見圖1。
表1 3組免疫后第14天神經(jīng)功能評分(±s)
表1 3組免疫后第14天神經(jīng)功能評分(±s)
注:與模型組比較,1)P<0.05。
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圖1 3組小鼠病理形態(tài)HE染色圖(×400)
4.3 3組小鼠大腦CD80及CD206蛋白表達的比較 免疫熒光染色顯示:免疫后第14天模型組及Tri組CD80及CD206均有大量表達,而對照組幾乎不表達CD80、CD206,見圖2~圖4。
圖2 3組小鼠大腦CD80蛋白表達的免疫熒光圖(×400)
圖3 3組小鼠大腦CD206蛋白表達的免疫熒光圖(×400)
圖4 模型組與Tri組CD80、CD206陽性細胞數(shù)比較
4.4 3組小鼠腰膨大TNF-α、TGF-β1水平比較見表2。
表2 3組小鼠腰膨大TNF-α、TGF-β1水平比較(±s)
表2 3組小鼠腰膨大TNF-α、TGF-β1水平比較(±s)
注:與對照組比較,1)P<0.05;與模型組比較,2)P<0.05。
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MS患者的CNS的炎癥反應誘導大量小膠質(zhì)/巨噬細胞向M1型極化,并抑制小膠質(zhì)/巨噬細胞向M2型極化,破壞M1/M2的相對平衡,外周的免疫細胞大量進入CNS,加劇CNS炎癥反應,使病情惡化,這可能是MS病情反復發(fā)作的主要機制[1-2]。如果能促進小膠質(zhì)/巨噬細胞向M2型的極化,就能對MS起到一定治療作用。
現(xiàn)代醫(yī)學研究證明雷公藤有免疫抑制、抗炎、抗腫瘤等多種作用,為多靶點免疫抑制劑,廣泛應用于風濕性關節(jié)炎、銀屑病、腎炎、濕疹等自身免疫性疾病的治療,取得良好的臨床療效,但因其副作用限制了進一步的臨床應用[7-8]。雷公藤提取物的研究是目前的熱點[7-11]。Tri是雷公藤的單體提取物,分子式已經(jīng)清楚,且目前有Tri脂質(zhì)體納米顆粒等劑型[10],減輕了雷公藤的嚴重不良反應。我們的前期研究發(fā)現(xiàn)Tri對EAE的療效較好,能促進CNS炎癥浸潤細胞凋亡[4]。宋海紅等在體外實驗中發(fā)現(xiàn)Tri能抑制小膠質(zhì)細胞的炎癥反應[11],但目前尚未見Tri對EAE小膠質(zhì)/巨噬細胞M1/M2極化影響的研究。
在本實驗中,Tri組神經(jīng)功能評分低于模型組,Tri組的頸膨大炎性浸潤細胞少于模型組,從臨床及病理證實了Tri能減輕EAE的病情。CD80是M1型小膠質(zhì)/巨噬細胞的標志物,CD206是M2型小膠質(zhì)/巨噬細胞的標志物。模型組CD80蛋白表達量高于CD206型,說明EAE是以M1極化為主;Tri組CD206細胞數(shù)量高于CD80,說明Tri能夠誘導EAE小膠質(zhì)/巨噬細胞從M1極化向M2極化轉變;Tri組CD80數(shù)量低于模型組,Tri組CD206高于模型組,說明Tri既能抑制M1型小膠質(zhì)/巨噬細胞的生成,又能促進M2型小膠質(zhì)/巨噬細胞的產(chǎn)生,從而影響了M1/M2的平衡,促進M2極化,減輕病情。促炎因子TNF-α是M1型小膠質(zhì)/巨噬細胞的下游產(chǎn)物,抗炎因子TGF-β1是M2型小膠質(zhì)/巨噬細胞的下游產(chǎn)物,Tri組與模型組TNF-α蛋白及TGFβ1蛋白含量均增高,以TNF-α增高為主,說明EAE小鼠整體炎癥反應水平上調(diào)。Tri組TNF-α蛋白表達低于模型組,TGF-β1蛋白含量高于模型組,說明Tri可能通過調(diào)控M1/M2極化,抑制炎癥因子的產(chǎn)生,促進抗炎因子的表達,減輕炎癥反應,促進病情緩解。
總之,本研究提示Tri對EAE有治療作用,其機制之一可能是通過促進EAE小膠質(zhì)/巨噬細胞從M1極化向M2極化轉變,從而減輕炎癥反應,減輕EAE的病情,這為臨床應用Tri治療MS提供實驗基礎。但Tri調(diào)控EAE小膠質(zhì)/巨噬細胞M1/M2極化的動態(tài)規(guī)律及分子機制尚未明確,有待進一步研究。