沈維亞,吳朝文
自身免疫性甲狀腺炎(autoimmune thyroiditis,AT)是一種常見的甲狀腺疾病,多發(fā)于中年女性,主要是由淋巴細胞浸潤且伴有自身抗體形成,導致患者的甲狀腺腫大、功能出現(xiàn)異常[1-2]。目前臨床患者癥狀較輕且治療AT 的藥物較少[3-4],因此尋求一種治療AT 的藥物對臨床有著重要意義。蘆薈屬于百合科植物[5-6],含有豐富的糖類、氨基酸、各種有機酸及蒽醌類化合物。其中蘆薈多糖占蘆薈凝膠的60%左右,其化學結構為線性的β-(1,4)-D 甘露糖作為基本單元組成的長鏈聚合物。研究顯示[7],蘆薈多糖具有抗腫瘤、抗輻射、抗菌消炎及抗燙傷等功效,還具有降低血糖及免疫調節(jié)等藥理作用。有研究顯示[8-9],蘆薈多糖對機體免疫系統(tǒng)功能有全面的調節(jié)作用,可促進T、B 淋巴細胞的分化和增殖,同時增加T 細胞的細胞毒性,并提高巨噬細胞內乳酸脫氫酶、酸性磷酸酶、精氨酸酶活性,進而促進機體腫瘤壞死因子α 及白細胞介素1 等的釋放。本研究將對AT 小鼠模型進行蘆薈多糖的治療,旨在分析蘆薈多糖對AT 小鼠的甲狀腺功能及輔助型T 細胞亞群的影響。
1.1 研究材料
將50 只健康無特定病原體的BALB/C 雌性小鼠(廣州市謹為生物科技有限公司,NIH 小鼠,動物批號:JW019)隨機分為蘆薈多糖低、中、高劑量組、AT 組、對照組,每組各10 只,所有小鼠均為6~8 個月,體重在16~18 g。其中對照組小鼠均為健康小鼠,AT 組及蘆薈多糖低、中、高劑量組均為AT 小鼠,蘆薈多糖低、中、高劑量組采取藥物治療。本次小鼠研究均經過深圳市龍華區(qū)中心醫(yī)院動物倫理委員會批準(批準編號:GDY1902240)。
1.2 方法
1.2.1 模型建立 使用豬甲狀腺球蛋白免疫聯(lián)合高碘水法建立小鼠AT 模型,主要方法如下:將豬甲狀腺球蛋白(porcine thyroglobulin, pTg)與等量體積完全弗氏佐劑制成終濃度為0.25 mg/ml 的油包水乳劑,并按50 μg/只,于小鼠背部皮下多點注射,1 次/周,連續(xù)2 周。第3 周后按50 μg/只,于背部皮下多點注射不完全弗氏佐劑與pTg 等體積制成終濃度為0.25 mg/ml 的油包水乳劑,1 次/周,連續(xù)3 周,同時每天飲用高碘水(劑量:0.63 mg/ml NaI),建立小鼠AT 模型。
1.2.2 蘆薈多糖提取 取新鮮蘆薈葉切成10 mm厚,干燥箱烘干(50 ℃,48 h)。粉碎機粉碎干燥的蘆薈片,制成蘆薈細粉,將蘆薈細粉置于黑色或棕色瓶中密封保存?zhèn)溆?。蘆薈多糖主要提取工藝如下:蘆薈細粉按料液比為1∶20(g/ml)復水,超聲處理(中國西門子有限公司SSA-770A,功率:800 W,時間:9 min),離心機離心[美國貝克曼勒特 OPTIMA XE-90,9 000 r/min(離心半徑為8 cm)15 min],過濾,取濾液。使用旋轉蒸發(fā)儀濃縮處理(0.08 MPa,60 ℃),濃縮至濃稠狀,再按體積比1∶4 加入無水乙醇,靜置過夜(4 ℃),離心10 min[2 500 r/min(離心半徑為8 cm)],取沉淀物,即為蘆薈多糖。
1.2.3 治療方法 蘆薈多糖低、中、高劑量組小鼠分 別 灌 胃 給 藥150 mg·kg-1·d-1、300 mg·kg-1·d-1、600 mg·kg-1·d-1,而AT 組及對照組給予等量的生理鹽水灌胃,連續(xù)治療4 周。
1.2.4 檢測方法 5 組治療4 周后麻醉小鼠,并對小鼠采用脊椎脫臼處理法處死,收集小鼠外周血,依據(jù)體重不同采集其體重的1%~3%,在0.2~0.6 ml,并置于室溫下6 h,然后采用醫(yī)用離心機,以3 000 r/min(離心半徑為8 cm)離心20 min,取上清液。采用化學發(fā)光法檢測所有血清樣本的促甲狀腺激素(thyroid-stimulating hormone, TSH)、游離三碘甲狀腺原氨酸(free triiodothyronine, FT3)、游離四碘甲狀腺原氨酸(free tetraiodothyronine, FT4)。依據(jù)試劑盒的說明書進行檢測。試劑盒購自上海艾博生物科技有限公司(B11689-Hu)。
對于輔助T 淋巴細胞亞群,需取小鼠的外周血和脾臟組織,并分離外周血單個核細胞和脾細胞懸液。室溫孵育半小時后采用流式細胞儀檢測CD3+CD8+IL-4+(白細胞介素-4, interleukin-4)輔助T 淋巴細胞和CD3+CD8+IFN-γ+(干擾素,interferon)頻率,試劑盒購自上海艾博生物科技有限公司(CB10096-Hu)。
(1)比較蘆薈多糖低、中、高劑量組、AT 組、對照組小鼠的甲狀腺功能指標水平:TSH、FT3 及FT4;(2)比較5 組小鼠外周血CD3+CD8+IL-4+輔助T 淋巴細胞和CD3+CD8+IFN-γ+輔助T 淋巴細胞水平;(3)比較5 組小鼠脾臟組織CD3+CD8+IL-4+輔助T 淋巴細胞和CD3+CD8+IFN-γ+輔助T 淋巴細胞水平。
采用SPSS 24.0 統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料以±s表示,多組間比較采用F檢驗,2 組間比較采用t檢驗。計數(shù)資料以頻數(shù)表示。P<0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。
在蘆薈多糖治療4 周后,蘆薈多糖低、中、高劑量組及AT 組小鼠的TSH 水平比對照組高,而FT3、FT4 水平較低,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。蘆薈多糖低、中、高劑量組較AT 組TSH 水平降低,而FT3、FT4 水平升高(P<0.05)。見表1。
表1 蘆薈多糖低、中、高劑量組、AT 組、對照組小鼠的甲狀腺功能指標(每組n=10)
在蘆薈多糖治療4 周后,與對照組比較,AT組、蘆薈多糖低、中、高劑量組小鼠外周血的CD3+CD8+IL-4+輔助T 淋巴細胞及CD3+CD8+IFN-γ+輔助T 淋巴細胞水平升高,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。與AT 組比較,蘆薈多糖低、中、高劑量組小鼠外周血CD3+CD8+IL-4+輔助T 淋巴細胞及CD3+CD8+IFN-γ+輔助T 淋巴細胞水平降低(P<0.05)。見表2。
表2 蘆薈多糖低、中、高劑量組、AT 組、對照組小鼠外周血的輔助型T 淋巴細胞頻率比較(%,每組n=10)
在蘆薈多糖治療4 周后,與對照組比較,AT組、蘆薈多糖低、中、高劑量組小鼠脾臟組織的CD3+CD8+IL-4+輔助T 淋巴細胞及CD3+CD8+IFN-γ+輔助T 淋巴細胞水平升高,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。與AT 組比較,蘆薈多糖低、中、高劑量組小鼠脾臟組織的CD3+CD8+IL-4+輔助T 淋巴細胞及CD3+CD8+IFN-γ+輔助T 淋巴細胞水平降低(P<0.05)。見表3。
表3 蘆薈多糖低、中、高劑量組、AT 組、對照組小鼠脾臟輔助型T 淋巴細胞頻率比較(%,每組n=10)
AT 又稱為淋巴性甲狀腺炎,目前臨床研究表明環(huán)境因素及遺傳因素是導致AT 發(fā)病的主要原因,但其發(fā)病機制暫不明確[10]。相關文獻顯示[11-12],目前我國有超過2 億的甲狀腺疾病患者,AT 患病率占總人群的1%~2%,AT 發(fā)病機制復雜,且缺乏有效的治療方法和藥物。本研究通過采取豬甲狀腺球蛋白聯(lián)合過量碘誘導產生AT 小鼠模型。本研究采用蘆薈多糖分高、中、低劑量3 組小鼠進行4 周的連續(xù)治療,并采用生理鹽水同期灌喂AT 組及對照組,在甲狀腺功能檢測及輔助型T 細胞亞群檢測中發(fā)現(xiàn)蘆薈多糖高、中、低組較AT 組血清TSH、FT3、FT4 均有明顯改善,且蘆薈多糖高、中、低組的CD3+CD8+IL-4+輔助T 淋巴細胞及CD3+CD8+IFN-γ+輔助T 淋巴細胞水平較AT 組也有明顯降低。
多種報道顯示[13-14],蘆薈多糖主要由半乳糖、葡萄糖、木糖、鼠李糖及甘露糖組成,除抗燙傷、抗輻射等外,目前還發(fā)現(xiàn)可保肝、降糖及抗突變、艾滋病防治等新的藥理作用。國內學者表明[15]蘆薈多糖可通過調整Th1/Th2 細胞因子的水平而達到調節(jié)機體的免疫抑制作用。機體內,輔助型T 淋巴細胞主要分為Th1、Th2、Th17、Thαβ 輔助細胞,臨床資料表明[16-17],Th1 輔助細胞主要參與細菌及原蟲的免疫反應,由IL-12 驅動,而Th2 輔助細胞主要為對抗細胞外的細胞寄生蟲的免疫反應,由IL-4 驅動。輔助T 淋巴細胞分化主要受機體的細胞因子的種類及水平所調控,且不同的T 細胞類型也會反過來影響其他細胞因子的分泌。本研究中蘆薈多糖可降低AT 小鼠的TSH 水平,同時升高FT3、FT4 的水平,且隨著蘆薈多糖的劑量增加,改善越明顯,說明蘆薈多糖可明顯改善小鼠的甲狀腺功能,緩解其癥狀。同時進一步分析小鼠外周血及脾臟組織時,發(fā)現(xiàn)蘆薈多糖可明顯降低AT 小鼠的CD3+CD8+IL-4+輔助T 淋巴細胞及CD3+CD8+IFN-γ+輔助T 淋巴細胞水平,且隨著蘆薈多糖的劑量增加外周血及脾臟組織的 CD3+CD8+IL - 4+輔助 T 淋巴細胞及CD3+CD8+IFN-γ+輔助T 淋巴細胞水平下調越多,表明蘆薈多糖可通過調控CD3+CD8+IL-4+輔助T 淋巴細胞及CD3+CD8+IFN-γ+輔助T 淋巴細胞水平進而降低IL-4 和IFN-γ 的分泌,緩解小鼠自身免疫反應。
CD3 是T 淋巴細胞的表面標記物,CD4 和CD8則是T 淋巴細胞的亞群。CD4+T 淋巴細胞被稱為輔助性T 淋巴細胞,可以識別和激活其他免疫細胞來對抗感染和腫瘤。而CD8+T 淋巴細胞被稱為細胞毒性T 細胞,可以直接殺死感染細胞和腫瘤細胞。IL-2R 是細胞因子IL-2 的受體,在T 細胞激活和增殖過程中起到重要作用。在甲狀腺炎的早期,CD4+T 淋巴細胞和IL-2R 的水平通常升高,而CD8+T 淋巴細胞的水平相對較低。這反映了體內的免疫應答正在發(fā)生,而CD4+T 淋巴細胞在這個過程中扮演了重要角色。在疾病進一步發(fā)展時,CD8+T 淋巴細胞的活性可能會增強,同時CD4+T淋巴細胞的水平可能會下降。這反映了體內炎癥反應的進一步加重和對甲狀腺組織的破壞。蘆薈多糖可能通過不同機制調節(jié)這些免疫指標的表達,從而影響AT 小鼠的免疫反應。研究表明[18],蘆薈多糖可能通過減少炎癥介質的釋放,降低CD4+T 淋巴細胞的活性,并促進CD8+T 淋巴細胞的活性,從而減少對甲狀腺組織的破壞。
綜上所述,在過量碘及豬甲狀腺球蛋白聯(lián)合誘導下建立的AT 小鼠模型,發(fā)現(xiàn)蘆薈多糖可有效改善AT 小鼠的甲狀腺功能,同時降低輔助型T 細胞亞群水平以抑制AT 小鼠機體內的免疫反應。需要指出的是本研究僅對動物模型進行相關研究,受客觀條件約束未對具體的分子機制進行研究,后續(xù)應開展多中心研究,為AT 的治療提供更有效的實驗數(shù)據(jù)。