吳朝文,謝小紅,黎清現(xiàn),魏洪發(fā),劉嬌
(深圳市龍華區(qū)中心醫(yī)院內(nèi)分泌科,廣東 深圳 518110)
自身免疫性甲狀腺炎(autoimmune thyroiditis,AIT)是一種典型的器官特異性自身免疫性疾病,主要以血清甲狀腺自身抗體水平升高和甲狀腺組織損傷為主要特點(diǎn),甲狀腺組織存在不同程度的淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞浸潤并伴有甲狀腺細(xì)胞凋亡和濾泡結(jié)構(gòu)破壞,最終導(dǎo)致甲狀腺功能減退、臨床甲狀腺腫或甲狀腺組織纖維化[1]。據(jù)國外流行病學(xué)顯示,AIT 患病率占總?cè)巳旱?%~2%,可發(fā)生在任何年齡段,女性發(fā)病約為男性的10 倍[2]。近年來研究表明AIT 的發(fā)病與遺傳因素、環(huán)境因素、自身免疫、炎癥、氧化損傷、凋亡等因素密切相關(guān)[3]。在AIT 早期,目前缺乏有效的治療方法和藥物來阻止疾病的進(jìn)程,當(dāng)患者出現(xiàn)甲狀腺功能減退時(shí),只能使用左旋甲狀腺素替代治療,存在停藥后易復(fù)發(fā)和對甲狀腺自身抗體水平改善作用較小等弊端[4],因此尋找高效低毒的抗AIT新藥仍是目前研究的重點(diǎn)。
蘆薈為百合科植物庫拉素蘆薈Aloe barbadmsis Miller、好望角蘆薈Aloe ferox Miller或其他同屬近緣植物葉的汁液濃縮干燥物。作為一種常用傳統(tǒng)中藥,其藥用價(jià)值很高,最早被1963年版《中華人民共和國藥典》(第一部)收為藥用,并一直錄用至今。蘆薈具有瀉下通便、清肝瀉火、殺蟲療疳的功效[5]。近年來研究發(fā)現(xiàn)其主要有效成分-蘆薈多糖具有免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、抗炎、抗凋亡、抗輻射、抗病毒、抗腫瘤等藥理作用[6]。蘆薈多糖可能通過免疫和炎癥調(diào)節(jié)功能改善AIT,這也是本研究需要驗(yàn)證的科學(xué)問題。
蘆薈多糖(成都超九八生物科技有限公司,批號(hào):20220311);完全弗氏佐劑、不完全弗氏佐劑、碘化鈉和PTg(Sigma 公司);小鼠TPOAb 化學(xué)發(fā)光試劑盒和小鼠TGAb 化學(xué)發(fā)光試劑盒(上海撫生實(shí)業(yè)有限公司);小鼠TNF-α、IL-1β、IL-10、IL-17 ELISA檢測試劑盒(上海江萊生物科技有限公司);小鼠FOXP3、IL-17A、TGF-β1、FOXP3 和RORγt 單抗(中杉金橋公司);小鼠FT3、FT4和TSH ELISA 檢測試劑盒(武漢華美生物工程有限公司)。
JY-ZY5 型WB 轉(zhuǎn)膜電泳儀(北京君意華鑫科技有限公司);DGG-9070B電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司);LG10-2.4A 型超速離心機(jī)(北京醫(yī)用離心機(jī)廠);550 酶標(biāo)測定儀(日本Bio-red 公司);FA1004型電子天平(上海天平儀器廠)。
SPF 級2 月齡雌性C57BL/6J 小鼠30 只,購于遼寧長生生物技術(shù)股份有限公司,生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(遼)2020-0001,實(shí)驗(yàn)經(jīng)廣東醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理委員會(huì)批準(zhǔn),批準(zhǔn)號(hào):GDMU-2022-000538。
1.4.1 分組與給藥 小鼠于SPF 級環(huán)境適應(yīng)性喂養(yǎng)1 周后開展實(shí)驗(yàn),并隨機(jī)分為正常組、模型組和蘆薈多糖組(LHDT),每組10 只。其中蘆薈多糖組灌胃給藥300 mg/(kg·d),其余兩組灌胃給予等量生理鹽水。藥物干預(yù)4 周取材。模型組以及LHDT 組通過皮下多點(diǎn)注射PTg+高碘水法建立小鼠AIT模型,模型的建立參照文獻(xiàn)[7]。
1.4.2 指標(biāo)檢測 給藥干預(yù)4周后,異氟烷麻醉小鼠,摘眼球取血,血液4 ℃靜置2 h。4 ℃下3 500 r/min離心10 min,隨后分離血清,ELISA法分別檢測各組小鼠血清FT3、FT4、TSH、TGAb、TPOAb、TNF-α、IL-1β、IL-10、IL-17 水平。采血結(jié)束通過頸椎脫臼處死小鼠,小心分離并獲得甲狀腺,生理鹽水沖洗干凈,濾紙吸干,用10%(φ)中性甲醛溶液固定24 h,常規(guī)石蠟包埋切片、HE 染色以及封片,光鏡下觀察甲狀腺的組織病理學(xué)變化。用玻璃勻漿器于冰上制備10% 甲狀腺勻漿,4 ℃下3 500 r/min 離心10 min,分離上清,嚴(yán)格按照ELISA檢測說明書步驟檢測各組小鼠甲狀腺STAT3、RORγt、FOXP3、TGF-β、IL-10 和IL-17 水平。免疫熒光法檢測FOXP3 和IL-17A 水平:甲狀腺石蠟切片組織分別經(jīng)二甲苯、梯度乙醇和純化水水化后,0.5%TritonX-100 室溫通透20 min,封閉、孵育一抗FOXP3(1∶2 000)和IL-17A(1∶2 000)、洗片、孵育熒光標(biāo)記二抗(1∶200)、封片,共聚焦熒光顯微鏡下觀察拍照。Western blot 法檢測甲狀腺TGF-β1、FOXP3 和RORγt 蛋白表達(dá)水平:加入適量RIPA 裂解液裂解甲狀腺,4 ℃下10 000 r/min 離心10 min,分離上清,BCA 試劑盒檢測甲狀腺總蛋白濃度,分別進(jìn)行SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳、轉(zhuǎn)膜、封閉、孵育一抗TGF-β1(1∶2 000)、FOXP3(1∶2 000)和RORγt(1∶2 000)過夜、洗膜、孵育二抗(1∶5 000)、洗膜、顯影,Image J 軟件分析條帶灰度值。
采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用表示,多組間比較采用單因素方差分析(one-way ANOVA),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
正常組小鼠甲狀腺腺泡均勻分布且未見炎癥細(xì)胞浸潤。模型組小鼠甲狀腺大部分濾泡上皮變性壞死,見大量淋巴細(xì)胞浸潤。與模型組比較,蘆薈多糖組小鼠可明顯改善甲狀腺上述病理學(xué)變化。見圖1。
圖1 各組小鼠甲狀腺病理形態(tài)學(xué)觀察(HE染色,n=10,10×)Figure 1 Histopathological changes in the thyroid gland of mice in each group(HE staining,n=3,10×)
與正常組比較,模型組小鼠血清FT3和FT4水平明顯降低,而TSH、TGAb 和TPOAb 水平明顯升高(P<0.01)。與模型組比較,LHDT 組小鼠血清FT3和FT4水平明顯升高,而TSH、TGAb 和TPOAb 水平明顯降低(P<0.01)。見表1。
表1 各組小鼠血清FT3、FT4、TSH、TGAb和TPOAb水平Table 1 Serum levels of FT3,FT4,TSH,TGAb and TPOAb in each group of mice(±s,n=10)
表1 各組小鼠血清FT3、FT4、TSH、TGAb和TPOAb水平Table 1 Serum levels of FT3,FT4,TSH,TGAb and TPOAb in each group of mice(±s,n=10)
與正常組比較:**P<0.01;與模型組比較:##P<0.01。
組別正常組模型組LHDT組c(FT3)/(pmol·L-1)12.59±0.57 7.68±0.33**9.41±0.28##c(FT4)/(pmol·L-1)28.47±1.14 11.36±0.85**20.19±0.67##ρ(TSH)/(IU·mL-1)8.52±0.21 19.27±0.99**14.34±0.74##ρ(TGAb)/(pg·mL-1)102.27±4.62 856.27±75.46**326.36±59.21##ρ(TPOAb)/(pg·mL-1)80.38±5.47 556.26±72.134**226.54±58.41##
與正常組比較,模型組小鼠血清TNF-α、IL-1β和IL-17 水平明顯升高(P<0.01)。與模型組比較,LHDT 組小鼠血清TNF-α、IL-1β和IL-17 水平明顯降低(P<0.01),而IL-10 水平明顯升高(P<0.01)。見表2。
表2 各組小鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-10和IL-17水平Table 2 Serum levels of TNF-α,IL-1β,IL-10 and IL-17 in each group of mice (±s,n=10)ρ/(pg·mL-1)
表2 各組小鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-10和IL-17水平Table 2 Serum levels of TNF-α,IL-1β,IL-10 and IL-17 in each group of mice (±s,n=10)ρ/(pg·mL-1)
與正常組比較:**P<0.01;與模型組比較:##P<0.01。
組別正常組模型組LHDT組TNF-α 61.28±5.34 358.64±72.55**127.95±39.61##IL-1β 82.74±17.36 457.82±74.69**129.37±37.68##IL-10 89.61±2.38 101.52±9.29 156.48±15.88##IL-17 8.74±1.85 56.43±9.76**26.69±5.72##
與正常組比較,模型組小鼠甲狀腺STAT3、RORγt、FOXP3、TGF-β、IL-10和IL-17水平明顯升高(P<0.05)。與模型組比較,LHDT 組小鼠甲狀腺STAT3、RORγt 和IL-17 水平明顯降低(P<0.01),而FOXP3、TGF-β和IL-10 水平明顯升高(P<0.01)。見表3。
表3 各組小鼠甲狀腺STAT3、RORγt、FOXP3、TGF-β、IL-10和IL-17水平Table 3 Levels of STAT3,RORγt,F(xiàn)OXP3,TGF-β,IL-10 and IL-17 in thyroid of mice in each group(±s,n=10)
與正常組比較:*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較:##P<0.01。
組別正常組模型組LHDT組STAT3/(pg·g-1)5 012.33±588.94 21 125.54±1 021.75**12 362.68±815.67##RORγt/(ng·g-1)52.64±6.28 326.53±61.89**124.62±39.87##FOXP3/(pg·g-1)3 254.24±125.12 4 325.76±605.35*5 123.52±401.65##TGF-β/(pg·g-1)8 268.39±426.62 11 325.58±804.41**14 123.66±409.65##IL-10/(pg·g-1)4 235.61±429.96 6 363.69±612.67**8 174.78±810.25##IL-17/(pg·g-1)255.48±26.32 729.85±64.74**426.25±62.22##
與正常組比較,模型組小鼠甲狀腺IL-17A 水平明顯升高(P<0.01)(圖2J-O 和T)。與模型組比較,LHDT 組小鼠甲狀腺FOXP3 水平明顯升高(P<0.01),IL-17A 水平明顯降低(P<0.01)(圖2D—I、M—R、S、T)。
與正常組比較,模型組小鼠甲狀腺TGF-β1、FOXP3 和RORγt 水平明顯升高(P<0.05)。與模型組比較,LHDT 組小鼠甲狀腺FOXP3 水平明顯升高(P<0.01),而TGF-β1 和RORγt 水平明顯降低(P<0.01)。見圖3。
基于目前治療AIT尚無特效藥,而中藥具有副作用小以及作用靶點(diǎn)多等優(yōu)勢,可能是潛在的抗AIT新藥的重要來源。長期以來蘆薈一直被認(rèn)為是一種高效的免疫增強(qiáng)劑,其免疫調(diào)節(jié)作用已被廣泛報(bào)道,例如可改善淋巴細(xì)胞增殖、激活補(bǔ)體和抗炎作用[8-9]。而蘆薈多糖已被證實(shí)是蘆薈主要的免疫調(diào)節(jié)化合物[10]。TGAb和TPOAb水平的上調(diào)以及甲狀腺大量的淋巴細(xì)胞浸潤是AIT的重要診斷標(biāo)志物。FT3、FT4和TSH 是臨床上甲狀腺功能檢測的重要指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)模型組小鼠甲狀腺大部分濾泡上皮變性壞死以及大量淋巴細(xì)胞浸潤,血清TSH、TGAb和TPOAb水平顯著升高,而FT3和FT4水平明顯降低,提示AIT小鼠模型建模成功。蘆薈多糖干預(yù)后可有效改善甲狀腺上述病理學(xué)變化和甲狀腺功能。
免疫因素在AIT 的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用[11]。在AIT期間,甲狀腺被T 細(xì)胞浸潤,T 細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫性損傷是其關(guān)鍵發(fā)病機(jī)制。在自身抗原的刺激下,Treg 細(xì)胞和其他T 細(xì)胞亞群在胸腺中發(fā)育。CD4+T 淋巴細(xì)胞在免疫中起著至關(guān)重要的作用。未成熟CD4+T 淋巴細(xì)胞被抗原提呈細(xì)胞、CD28 等共刺激分子激活,在IL-6 聯(lián)合IL-1β、IL-23和TGF-β誘導(dǎo)下分化為Th17 細(xì)胞[12-14]。CD4+T 細(xì)胞作用于靶細(xì)胞,促進(jìn)促炎細(xì)胞因子IL-17A 的分泌。RORγt 被認(rèn)為是發(fā)育的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子并誘導(dǎo)IL-17A 的分泌[15-16]。而Th17 細(xì)胞參與了AIT的發(fā)生發(fā)展已被證實(shí)[17]。本研究發(fā)現(xiàn),模型組小鼠甲狀腺RORγt、TGF-β和IL-17A水平明顯升高,而蘆薈多糖可顯著降低RORγt、TGF-β和IL-17A水平,從而減輕AIT的炎癥進(jìn)程。Treg 細(xì)胞是CD4+T 細(xì)胞的一個(gè)亞型,Treg 細(xì)胞在維持免疫耐受起著關(guān)鍵作用。其免疫耐受功能的維持需要FOXP3 的調(diào)節(jié)。Treg細(xì)胞通過分泌TGF-β和IL-10 抑制機(jī)體免疫反應(yīng),F(xiàn)OXP3 在TGF-β作用下誘導(dǎo)Treg 細(xì)胞的成熟,而RORγT 誘導(dǎo)Th17 細(xì)胞的成熟[18]。Treg 細(xì)胞和Th17細(xì)胞在慢性炎癥和自身免疫性疾病中發(fā)揮重要作用[19]。本研究發(fā)現(xiàn)模型組小鼠甲狀腺TGF-β1、FOXP3 和RORγt 蛋白表達(dá)水平明顯上調(diào)。給予蘆薈多糖可明顯上調(diào)FOXP3 蛋白表達(dá)水平,下調(diào)TGF-β1和RORγt水平。提示蘆薈多糖通過TGF-β1/FOXP3/RORγt 信號(hào)通路調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能改善AIT。
綜上所述,蘆薈多糖對AIT具有較好的保護(hù)作用,其作用機(jī)制可能是通過調(diào)控TGF-β1/FOXP3/RORγt信號(hào)通路進(jìn)而影響機(jī)體免疫功能。