薛美娟,黃俊霞,楊 驥
復旦大學附屬中山醫(yī)院皮膚科,上海 200032
系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)是多種因素共同作用而導致免疫功能異常的自身免疫性疾病,可累及全身多種組織和器官。SLE的主要特征是產(chǎn)生大量自身抗體,形成免疫復合物在組織中沉積,導致補體激活,自身反應性細胞增多[1-2]。濾泡輔助性T細胞(T follicular helper cells,TFH)作為一類特殊的CD4+T細胞亞群,其主要作用是輔助B細胞分化增殖、抗體分泌,B細胞產(chǎn)生大量自身免疫性抗體,造成SLE免疫炎癥損傷[3-4]。TFH細胞及分泌的IL-21增多與SLE病情活動度、自身抗體分泌正相關[5-6]。
青蒿素及其衍生物除抗瘧作用外,雙氫青蒿素高效且低毒,有較明顯的免疫抑制作用,有良好開發(fā)前景,但有關雙氫青蒿素治療SLE的免疫研究機制仍較少[7-10]。有研究[11]表明,雙氫青蒿素在SLE中發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用,通過調(diào)節(jié)Th17/Treg平衡,抑制Th17細胞分化及促炎作用,促進Treg細胞分化及其免疫抑制作用。迄今未發(fā)現(xiàn)關于雙氫青蒿素對狼瘡鼠體內(nèi)外TFH細胞的調(diào)控研究。本研究旨在探討雙氫青蒿素對狼瘡鼠的治療作用,及其在體內(nèi)外對TFH細胞分化的調(diào)控作用,為雙氫青蒿素應用于紅斑狼瘡治療提供理論基礎。
1.1 實驗材料雌性MRL/lpr狼瘡鼠購買自中科院上海生命科學院斯萊克實驗動物有限公司;雙氫青蒿素(相對分子質(zhì)量284.35)購買自CSNpharm公司;IL-21和IL-6于Peprotech公司購買;初始CD4+T細胞分選試劑盒和T細胞活化/擴增試劑盒購買自德國美天旎公司(Miltenyi Biotec);尿蛋白檢測試劑盒來自南京建成生物工程研究所;異硫氰酸熒光素(FITC)-CD4流式抗體、別藻藍蛋白(APC)-CXCR5流式抗體、藻紅蛋白(PE)-PD-1流式抗體均來自于BD公司。IL-21酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)試劑盒購買自R&D Systems公司。
1.2 實驗動物分組及處理12只12周齡的雌性MRL/lpr鼠,飼養(yǎng)于我院SPF級動物房,體質(zhì)量(30.1±2.1)g。隨機數(shù)字表法將小鼠隨機分為2組,雙氫青蒿素治療組和對照組,每組各6只。通過查閱相關文獻[11-13]及咨詢CSNpharm公司實驗人員,100~150 mg/kg雙氫青蒿素灌胃治療可有效治療狼瘡癥狀。本研究體內(nèi)實驗予150 mg/kg雙氫青蒿素灌胃給藥,1次/d,持續(xù)給藥4至16周,對照組以同樣方法PBS溶液灌胃給藥。治療結束時使用考馬斯亮藍法檢測24 h尿蛋白,之后處死狼瘡鼠,取脾稱重,剪碎研磨脾臟從其中分離單個核細胞,之后用FITC-CD4、PE-PD-1、APC-CXCR5流式抗體,4℃避光染色20 min,上機檢測圈出CD4+T淋巴細胞,再從CD4+T的淋巴細胞圖中圈出PD-1+和CXCR5+的淋巴細胞,計算CXCR5+PD-1+淋巴細胞在CD4+細胞中的百分比。取腎臟,放入4%多聚甲醛固定,其后經(jīng)脫水透明處理后,樣品浸蠟包埋,病理切片機切片,根據(jù)H-E染色進行腎臟病理評分,評分方法參考該文獻[14]。收集血清,ELISA試劑盒檢測治療組和對照組抗ds-DNA抗體及ANA抗體含量。
1.3 體外TFH細胞培養(yǎng)誘導分化及流式檢測從對照組MRL/lpr狼瘡鼠中分離單個核細胞,初始CD4+T細胞試劑盒分選初始CD4+T細胞,在細胞培養(yǎng)液中加入10 ng/mL IL-21、20 ng/mL IL-6和T細胞活化/擴增試劑盒中的MACSiBeads Particles誘導分化5 d,不同濃度梯度(0 μM、0.1 μM、1.0 μM、10 μM)雙氫青蒿素干預,共分為4組。體外培養(yǎng)5 d后,用FITC-CD4、PE-PD-1、APCCXCR5流式抗體4℃避光染色20 min,流式細胞儀檢測CD4+CXCR5+PD-1+T細胞在CD4+T細胞中的比例。
1.4 IL-21水平測定收集上述TFH細胞培養(yǎng)上清,根據(jù)IL-21 ELISA試劑盒說明書檢測TFH細胞分化過程中分泌的IL-21含量。
1.5 統(tǒng)計學處理采用GraphPad Prism 7.0軟件,通過Studentt檢驗和方差分析進行統(tǒng)計學分析,計量資料以x±s表示。檢驗水準(α)為0.05。
2.1 雙氫青蒿素對MRL/lpr狼瘡鼠的治療作用結果(圖1、表1)顯示:雙氫青蒿素系統(tǒng)治療MRL/lpr小鼠4周后與對照組相比較,24 h尿蛋白含量更低,分別為(1 536±150.1)μg/24 h和(2 548±93.30)μg/24 h,t=5.726,P<0.01。雙氫青蒿素治療組腎臟病理評分是2.410±0.535,對照組為5.713±0.662,t=6.716,P<0.01。治療組抗ds-DNA抗體低于對照組[(345.3±29.00)vs(477.8±20.07)IU/mL,t=7.514,P<0.01],治療組ANA抗體也低于對照組[(514.5±19.64)vs(726.3±16.27)IU/mL,t=8.302,P<0.01]。
圖1 雙氫青蒿素治療MRL/lpr狼瘡鼠腎炎H-E染色圖
表1 雙氫青蒿素治療組對MRL/lpr狼瘡鼠的治療作用
2.2 雙氫青蒿素抑制MRL/lpr狼瘡鼠體內(nèi)外的TFH細胞分化雙氫青蒿素治療MRL/lpr狼瘡鼠4周后,可有效抑制MRL/lpr狼瘡鼠脾臟增生,治療組脾臟重量(0.28±0.03)g,對照組(0.69±0.04)g(t=13.83,P<0.01)。 雙 氫 青蒿素治療組和對照組脾臟中TFH細胞比例分別為(12.40%±2.726%) 和(36.33%±2.750%),t=10.71,P<0.01,見圖2。體外培養(yǎng)TFH細胞,0 μM與 0.1 μM、1.0 μM、10 μM雙氫青蒿素干預,CD4+CXCR5+PD-1+TFH細胞比例和分泌的IL-21水平隨著雙氫青蒿素濃度增加而降低,相鄰2組間差異均有統(tǒng)計學意義(圖3)。
圖2 流式檢測MRL/lpr狼瘡鼠脾臟中CD4+ CXCR5+ PD-1+ TFH細胞百分比
圖3 雙氫青蒿素體外抑制MRL/lpr狼瘡鼠TFH細胞分化及其IL-21的分泌
SLE是一種常見的累及多系統(tǒng)多器官的自身免疫性疾病,目前主要的治療藥物為糖皮質(zhì)激素,某些特定類型的SLE亦可使用環(huán)磷酰胺和生物制劑等免疫抑制劑,但長期使用糖皮質(zhì)激素和免疫抑制藥物會引起諸多嚴重不良反應。因此,進一步研究SLE免疫學發(fā)病機制,尋找新的高效低毒治療藥物,對提高SLE診療水平具有重要意義。
SLE是一種以B細胞過度活化和致病性自身抗體形成增加為特征、累及全身系統(tǒng)器官的自身免疫性疾病。TFH細胞主要輔助B細胞向漿細胞分化、促進抗體分泌。諸多前期研究[5,15]發(fā)現(xiàn)SLE患者外周血中TFH細胞比例增多,與自身抗體滴度正相關,并與SLE病情活動密切相關。在MRL/lpr狼瘡鼠中也證實TFH細胞和其分泌的IL-21與生發(fā)中心擴增和自身抗體分泌密切相關[6]。SLE發(fā)病與TFH細胞過度活化和IL-21過量分泌密切相關,因此抑制TFH細胞分化和功能可能進一步抑制B細胞過度活化和抗體分泌,從而TFH細胞可作為治療SLE的有效靶點[16]。
自屠呦呦教授團隊因研發(fā)青蒿素獲諾貝爾獎后,青蒿素及其衍生物的研究備受關注。青蒿素化學結構中含過氧橋結構,可產(chǎn)生大量水溶性和脂溶性衍生物,如雙氫青蒿素、蒿甲醚、蒿乙醚和青蒿琥酯等。雙氫青蒿素除有抗瘧疾作用外,還具有免疫調(diào)節(jié)作用[7,17-18]。例如,有研究[9]顯示,雙氫青蒿素衍生物DC32通過恢復Treg/Th17平衡和下調(diào)IL-6來減輕小鼠膠原誘導的關節(jié)炎。雙氫青蒿素通過抑制MRL/lpr鼠中Toll樣受體4信號通路的激活和脾細胞中Ⅰ型干擾素的產(chǎn)生進而緩解狼瘡炎癥損傷[13]。本研究發(fā)現(xiàn)雙氫青蒿素可有效緩解狼瘡鼠腎臟損傷,降低24 h尿蛋白、抗ds-DNA抗體和ANA抗體滴度,可有效抑制狼瘡鼠脾臟增生、抑制TFH細胞增生。體外研究表明,雙氫青蒿素可劑量依賴性抑制TFH細胞分化及IL-21的分泌,提示雙氫青蒿素可能通過抑制TFH細胞擴增分化及其細胞因子分泌,從而達到治療狼瘡的作用。
綜上所述,本研究僅從雙氫青蒿素對TFH細胞的影響揭示了部分治療機制,而緩解狼瘡發(fā)病的其他機制還有待更多研究。雙氫青蒿素具有較為明確的抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用,隨著相關研究的增多,有望應用于SLE等自身免疫性疾病的治療。
利益沖突:所有作者聲明不存在利益沖突。