沈春秀 段相國 吳麗華 張曉羽 蘭亞如 蘇春霞 (寧夏醫(yī)科大學基礎(chǔ)醫(yī)學院,銀川750004)
系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)是一種由于自身抗體產(chǎn)生過多,形成免疫復合物沉積于組織器官而造成機體損傷的自身免疫性疾病,目前致病原因尚不明確[1-4]。多項研究表明,細胞因子失調(diào)可能是SLE 發(fā)病機制的重要組成部分,其中,Th2 細胞因子起重要作用[5-6]。細胞因子IL-4 被認為是Th2 細胞的主要功能性細胞因子,不僅促進 Th0 向Th2 分化,增加Th2 細胞的數(shù)量,而且通過介導體液免疫,促進B 細胞分化、成熟和增殖,誘導抗體類別向IgG1轉(zhuǎn)化[7-10]。研究顯示,SLE患者體內(nèi)Th2細胞比例和功能性細胞因子IL-4的分泌水平明顯升高。因此,有效降低SLE 患者體內(nèi)Th2 細胞比例和功能細胞因子IL-4的分泌在尋求治療SLE的藥物方面尤為重要。
咪喹莫特(imiquimod,IMQ)是一種新型的TLR7激動劑,近期有研究發(fā)現(xiàn),IMQ可通過誘導細胞內(nèi)鈣離子通路,激活活化轉(zhuǎn)錄因子負向調(diào)控共刺激信號,誘導CD4+T細胞幾乎完全“失能”,從而抑制細胞因子 IL-4、IL-17、IL-21 等的分泌[11]。本文通過研究IMQ對MRL/lpr狼瘡小鼠Th2細胞和IgG1+漿細胞的影響,初步探討其下調(diào)IgG1+漿細胞比例的可能原因,為IMQ 成為治療SLE 的靶向藥物提供新的實驗數(shù)據(jù)。
1.1 材料
1.1.1 實驗動物 SPF 級健康MRL/lpr 狼瘡小鼠(BALB/c 背景)及 BALB/c 小鼠各 15 只,6~8 周齡,體重18~22 g,均購自上海斯萊克股份有限公司(動物合格證號:SCXK(滬)2017-0005)。小鼠均飼養(yǎng)于寧夏醫(yī)科大學實驗動物中心,嚴格按照小鼠飼養(yǎng)規(guī)則喂養(yǎng),溫度為25℃,濕度為50%,光照時間為8:00~20:00,飲用蒸餾水,飼養(yǎng)期間保持飼養(yǎng)房間整潔、通風,定時清理鼠籠。實驗動物及飼養(yǎng)條件符合《實驗動物管理條例》要求。小鼠適應性飼養(yǎng)8周后用于后續(xù)實驗。
1.1.2 主要試劑 咪喹莫特(純度>99%)購自MedChem Express;地塞米松(國藥準字H42020020)購自湖北天藥股份有限公司。采用9 g/L 生理鹽水配制咪喹莫特和地塞米松注射液。小鼠外周血淋巴細胞分離液購自康寧;小鼠CD4 T 淋巴細胞分選試劑盒、流式抗體anti-CD19-FITC、anti-IgG1-PE、anti-IL-4-PE 均購自 BD 公司;RPMI1640 培養(yǎng)基購自Gibco 公司;胎牛血清(fetal bottles bovine,F(xiàn)BS)、青霉素-鏈霉素、轉(zhuǎn)錄因子染色液購自eBioscience;佛波酯、離子霉素鈣鹽、莫能霉素均購自Solarbio。
1.1.3 主要儀器設(shè)備 Z383 型水平離心機,德國公司;BD FACS CelestaTM流式細胞儀,美國BD公司。
1.2 方法
1.2.1 體內(nèi)實驗分組及給藥 15 只BALB/c 正常小鼠和15 只MRL/lpr 狼瘡小鼠均隨機分為3 組:生理鹽水組(Veh)、0.05 mg/kg 咪喹莫特組(IMQ)、按照文獻[12]設(shè)置1 mg/kg 地塞米松組(DXM),5 只/組;各組小鼠按以上劑量每天腹腔注射給藥,連續(xù)干預4周。
1.2.2 磁珠分選CD4+T 細胞 連續(xù)干預4 周后,分別按頸椎脫臼方法處死小鼠,無菌取脾臟,充分研磨,制成脾細胞懸液,通過淋巴細胞分離液分離單個核細胞,按照說明書磁珠分選CD4+T細胞,臺盼藍染色法計數(shù)活的CD4+T細胞。
1.2.3 流式細胞術(shù)檢測小鼠脾臟中Th2 細胞比例 分選出的CD4+T 細胞,以1×106個/孔培養(yǎng)于含2%FBS,100 U/(μg·ml)青霉素-鏈霉素,50 ng/ml PMA,250 ng/ml離子霉素鈣鹽及莫能霉素1.39 μg/ml的RPMI1640 培養(yǎng)基中,37℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)4 h;適量PBS 重懸細胞,1 500/rmin 離心 5 min,棄上清;加入200 μl 破膜液,常溫避光孵育 30 min 后加入 350 μl 1×Buffer 重懸后,1 500/rmin 離心 5 min,棄上清;100 μl PBS 重懸細胞,加入 1 μl IL-4-PE ,4℃ 孵育30 min,適量PBS 洗滌細胞,流式細胞儀檢測Th2 細胞比例[CD4+IL-4+T細胞(%)]。
1.2.4 流式細胞術(shù)檢測小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例 分離出的單個核細胞,以1×106個/管加入100 μl PBS重懸細胞,加入0.5 μl CD19-FITC、0.5 μl IgG1-PE 4℃孵育30 min,適量PBS洗滌細胞,流式細胞術(shù)檢測IgG1+漿細胞比例[CD19+IgG1+B細胞(%)]。
1.3 統(tǒng)計學分析 統(tǒng)計學處理采用SPSS22.0軟件進行分析,計量資料以表示;不同樣本間比較,采用單因素方差分析法,采用Pearson 作相關(guān)性分析,檢驗水平為0.05。流式分析采用Flowjo VX.0.7軟件。統(tǒng)計學作圖采用GraphPad Prism7軟件。
2.1 IMQ對BALB/c小鼠脾臟中Th2細胞比例的影響 連續(xù)干預4 周后,Veh 組BALB/c 小鼠脾臟中Th2 細胞比例為(6.03±0.05)%,IMQ 組 BALB/c 小鼠脾臟中 Th2 細胞比例為(5.53±0.08)%,DXM 組BALB/c小鼠脾臟中Th2細胞比例為(6.24±0.19)%。與 Veh 組相比,IMQ 組 BALB/c 小鼠脾臟中 Th2 細胞比例明顯降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),DXM組BALB/c小鼠脾臟中Th2細胞比例有升高趨勢,差異無統(tǒng)計學意義(P=0.21)。與DXM 組相比,IMQ 組BALB/c小鼠脾臟中Th2細胞比例明顯降低,差異有統(tǒng)計學差異(P<0.01)。見圖1。
圖1 IMQ對BALB/c小鼠脾臟中Th2細胞比例的影響Fig.1 Effect of IMQ on proportion of Th2 cells in spleen of BALB/c mice
2.2 IMQ 對BALB/c 小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例的影響 連續(xù)干預4 周后,Veh 組BALB/c 小鼠脾臟中 IgG1+漿 細 胞 比 例 為(1.83±0.04)% ,IMQ 組BALB/c 小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例為(1.73±0.03)%,DXM 組 BALB/c 小鼠脾臟中 IgG1+漿細胞比例為(2.45±0.08)%。與 Veh 組相比,IMQ 組BALB/c 小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例明顯降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);DXM 松組BALB/c 小鼠脾臟中IgG1+漿細胞例明顯升高,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001)。與 DXM 組相比,IMQ 組 BALB/c 小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例明顯降低,差異有統(tǒng)計學差異(P<0.001)。見圖2。
圖2 IMQ對BALB/c小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例的影響Fig.2 Effects of IMQ on proportion of IgG1+plasma cells in spleen of BALB/c mice
2.3 IMQ 對MRL/lpr 小鼠脾臟中Th2 細胞比例的影響 連續(xù)干預4 周后,Veh 組BALB/c 小鼠脾臟中Th2 細胞比例為(6.03±0.05)%,Veh 組 MRL/lpr 小鼠脾臟中 Th2 細胞比例為(6.39±0.09)%,IMQ 組MRL/lpr 小 鼠 脾 臟 中 Th2 細 胞 比 例 為(6.04±0.07)%,DXM 組MRL/lpr 小鼠脾臟中Th2 細胞比例為(6.87±0.15)%。與BALB/c 小鼠相比,MRL/lpr小鼠脾臟中Th2 細胞比例明顯升高,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。與Veh 組相比,IMQ 組MRL/lpr 小鼠脾臟中Th2 細胞比例明顯降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);DXM 組MRL/lpr 小鼠脾臟中 Th2 細胞比例明顯升高,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。與DXM 組相比,IMQ 組 MRL/lpr 小鼠脾臟中 Th2 細胞比例明顯降低,差異有統(tǒng)計學差異(P<0.001)。見圖3。
圖3 IMQ對MRL/lpr小鼠脾臟中Th2細胞比例的影響Fig.3 Effect of IMQ on proportion of Th2 cells in spleen of MRL/lpr mice
2.4 IMQ 對MRL/lpr 小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例的影響 連續(xù)干預4 周后,Veh 組BALB/c 小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例為(1.83±0.04)%,Veh 組MRL/lpr 小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例為(3.81±0.27)%,IMQ 組MRL/lpr 小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例為(2.39±0.14)%,DXM 組MRL/lpr 小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例為(3.91±0.33)%。與BALB/c 小鼠相比,MRL/lpr 小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例明顯升高,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001)。與Veh 組相比,IMQ 組MRL/lpr 小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例明顯降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01);DXM 組MRL/lpr 小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例有升高趨勢,差異無統(tǒng)計學意義(P=0.77)。與DXM 組相比,IMQ 組MRL/lpr 小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例明顯降低,差異有統(tǒng)計學差異(P<0.001)。見圖4。
圖4 IMQ對MRL/lpr小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例的影響Fig.4 Effects of IMQ on proportion of IgG1+plasma cells in spleen of MRL/lpr mice
2.5 MRL/lpr 狼瘡小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例與Th2 細胞因子IL-4 表達的相關(guān)性分析 由上述結(jié)果可知,IMQ 可下調(diào)Th2 細胞(細胞因子IL-4)和IgG1+漿細胞比例,因此對細胞因子IL-4與IgG1+漿細胞的比例進行了相關(guān)性分析,結(jié)果顯示,MRL/lpr狼瘡小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例與細胞因子IL-4 的表達呈顯著正相關(guān)(P=0.002,圖5)。
圖5 MRL/lpr狼瘡小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例與細胞因子IL-4表達的相關(guān)性分析Fig.5 Correlation between proportion of IgG1+plasma cells and expression of cytokine IL-4 in spleen of MRL/lpr lupus mice
SLE 是一種以大量自身抗體產(chǎn)生、免疫復合物的形成及免疫復合物沉積組織、器官為突出表現(xiàn)的自身免疫性疾?。?3-15]。目前,糖皮質(zhì)激素和非特異性免疫抑制藥物仍是臨床上治療SLE 的一線藥物,但長期使用激素及免疫抑制劑會產(chǎn)生明顯的毒副作用[16-17]。因此,尋找有效的替代藥物至關(guān)重要。IMQ是一種TLR7激動劑,在臨床上主要以軟膏形式應用于銀屑病和皮膚腫瘤相關(guān)的治療,臨床療效顯著,具有使用簡單、方便、副作用小等優(yōu)點,然而在自身免疫性疾病方面的研究較少[18]。
研究顯示TLR7 主要分布于細胞內(nèi),通過識別靶細胞內(nèi)的病毒核酸產(chǎn)生Ⅰ型干擾素和促炎癥釋放因子,觸發(fā)免疫應答[19-20]。TLR7 可表達于淋巴細胞,尤其是 CD4+T 細胞[21]。Th2 細胞是一類主要的CD4+T 細胞,其可特異性地產(chǎn)生細胞因子 IL-4[22-23]。研究發(fā)現(xiàn),Th2 細胞與IL-4 在SLE 的發(fā)展中起重要作用。例如:IL-4 是一種T 細胞生長因子,能促進Th0 向Th2 方向轉(zhuǎn)化,使Th2 細胞因子產(chǎn)生增多,進而促進SLE 患者自身抗體的免疫應答反應,加重SLE 的病理損傷[22,24]。研究顯示,與正常 BALB/c 小鼠相比,MRL/lpr 小鼠脾臟組織中IL-4 mRNA 表達明顯升高[25];SLE 患者 PBMC 體外培養(yǎng)產(chǎn)生的 IL-4較對照組升高;狼瘡鼠模型研究發(fā)現(xiàn)抗IL-4 單抗可有效降低抗ds-DNA 含量,并且預防狼瘡腎炎發(fā)?。?6];與對照組相比,SLE 患者體內(nèi) Th2 細胞比例明顯升高,且血清IL-4水平與SLE疾病活動指數(shù)(SLE‐DAI)和 Th2 細胞數(shù)量顯著相關(guān)[25-27]。因此,如何調(diào)控IL-4 水平及Th2 細胞比例在尋求治療SLE 的靶向藥物方面尤為重要。
研究顯示,IMQ 能抑制CD4+T 細胞分化和功能性細胞因子的表達。本研究分別在BALB/c 正常小鼠和MRL/lpr狼瘡小鼠體內(nèi)進行了研究,結(jié)果表明:與Veh 組相比,IMQ 組小鼠脾臟中Th2 細胞比例明顯降低;DXM 組 MRL/lpr 小鼠脾臟中 Th2 細胞比例明顯升高,但對BALB/c 小鼠脾臟中Th2 細胞比例上調(diào)不顯著;與DXM組相比,IMQ組BALB/c正常小鼠和MRL/lpr 狼瘡小鼠脾臟中Th2 細胞比例明顯降低。免疫球蛋白IgG1 作為SLE 主要致病性抗體,在SLE 的發(fā)展中起重要作用,而細胞因子IL-4 的水平又與IgG1 水平直接相關(guān)[28]。因此,研究組分別檢測了BALB/c 正常小鼠和MRL/lpr 狼瘡小鼠脾臟中IgG1+漿細胞的比例。結(jié)果顯示:與Veh組相比,IMQ組小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例明顯降低;DXM 組BALB/c 小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例明顯升高,但對MRL/lpr 狼瘡小鼠脾臟中Th2 細胞的比例上調(diào)不顯著;與 DXM 組相比,IMQ 組 BALB/c 正常小鼠和MRL/lpr 狼瘡小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例明顯降低。為了進一步證實細胞因子IL-4 與IgG1 水平的相關(guān)性,研究組對MRL/lpr狼瘡小鼠脾臟中IgG1+漿細胞的比例與細胞因子IL-4 的表達進行了相關(guān)性分析,結(jié)果表明:MRL/lpr 狼瘡小鼠脾臟中IgG1+漿細胞比例與細胞因子IL-4 的表達呈顯著正相關(guān)。提示IMQ 可能通過抑制Th2 細胞比例和細胞因子IL-4 的表達,進而影響IgG1+漿細胞的比例,從而降低免疫球蛋白IgG1 的表達,對MRL/lpr 狼瘡小鼠的治療起到了一定的效果。
綜上所述,本研究通過研究IMQ 對MRL/lpr 狼瘡小鼠Th2 細胞IgG1+漿細胞的影響,發(fā)現(xiàn)IMQ 能明顯抑制MRL/lpr 狼瘡小鼠Th2 細胞的比例和細胞因子IL-4 表達,降低IgG1+漿細胞比例,從而減少免疫球蛋白IgG1 表達,減緩SLE 的發(fā)生,為IMQ 成為治療SLE的靶向藥物提供了新的數(shù)據(jù)。