祝 斌, 張寒仙, 曾今誠(chéng), 安博然, 徐軍發(fā) , 舒建昌△
(1暨南大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院, 廣東 廣州 510632; 2廣東醫(yī)學(xué)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)研究所,廣東 東莞 524808;3廣東醫(yī)學(xué)院,廣東 湛江 524023; 4廣東省醫(yī)學(xué)分子診斷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 東莞 524808)
美沙拉嗪對(duì)DSS誘導(dǎo)小鼠潰瘍性結(jié)腸炎模型Th1、Th17及Treg細(xì)胞亞群的影響*
祝 斌1, 張寒仙2,3, 曾今誠(chéng)2,4, 安博然3, 徐軍發(fā)2,4, 舒建昌1△
(1暨南大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院, 廣東 廣州 510632;2廣東醫(yī)學(xué)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)研究所,廣東 東莞 524808;3廣東醫(yī)學(xué)院,廣東 湛江 524023;4廣東省醫(yī)學(xué)分子診斷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 東莞 524808)
目的: 觀察葡聚糖硫酸鈉(DSS)誘導(dǎo)小鼠潰瘍性結(jié)腸炎(UC)模型中輔助性T細(xì)胞(Th1、Th17亞群)及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)細(xì)胞亞群的變化,探討美沙拉嗪(MSLZ)治療UC的免疫學(xué)機(jī)制。方法: 采用流式細(xì)胞分析術(shù)檢測(cè)DSS誘導(dǎo)的小鼠UC模型結(jié)腸組織及外周血單個(gè)核細(xì)胞中白細(xì)胞介素17(IL-17)、γ-干擾素(IFN-γ)及核轉(zhuǎn)錄因子Foxp3的表達(dá),并檢測(cè)MSLZ預(yù)治療對(duì)小鼠UC 模型Th1、Th17和Treg亞群的影響。結(jié)果: 在DSS誘導(dǎo)的小鼠UC模型中,其外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC)中CD3+T細(xì)胞高表達(dá)IL-17、IFN-γ及Foxp3,腸黏膜單個(gè)核細(xì)胞(LPMC)中CD3+T細(xì)胞高表達(dá)IFN-γ和Foxp3,但I(xiàn)L-17的表達(dá)與對(duì)照組無(wú)差異。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)UC模型小鼠LPMC中Th17、Th1和Treg均顯著高于對(duì)照組,但PBMC中只有Treg高于對(duì)照組。MSLZ預(yù)治療能顯著下調(diào)UC 模型小鼠PBMC和LPMC中Th17、Th1和Treg細(xì)胞亞群。結(jié)論: DSS誘導(dǎo)的小鼠 UC模型中CD4+T細(xì)胞亞群Th1、Th17及Treg細(xì)胞顯著升高,提示CD4+T細(xì)胞亞群在UC發(fā)病中起重要作用,美沙拉嗪可能通過(guò)調(diào)節(jié)Th1、Th17及Treg細(xì)胞亞群發(fā)揮抗炎及治療UC作用。
葡聚糖硫酸鈉; 潰瘍性結(jié)腸炎; 美沙拉嗪
潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis, UC)是炎癥性腸病的一種,是一類病因不明的以胃腸道慢性非特異性炎癥為主要表現(xiàn)的疾病,近年來(lái)成為消化系統(tǒng)常見(jiàn)的疾病,其主要臨床表現(xiàn)為腹痛與腹瀉[1]。關(guān)于其病因目前大多數(shù)研究認(rèn)為與環(huán)境、遺傳、感染及免疫學(xué)因素相關(guān),而免疫學(xué)因素被認(rèn)為與UC的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),CD4+T細(xì)胞亞群在UC發(fā)病中尤為重要[2]。本研究通過(guò)檢測(cè)葡聚糖硫酸鈉(dextran sulfate sodium,DSS)誘導(dǎo)的小鼠UC模型結(jié)腸組織及外周血單個(gè)核細(xì)胞中CD4+T細(xì)胞胞內(nèi)IL-17、IFN-γ和核轉(zhuǎn)錄因子Foxp3的表達(dá),觀察UC小鼠模型CD4+T細(xì)胞亞群的改變,并研究美沙拉嗪(mesalazine,MSLZ)預(yù)治療對(duì)各CD4+T細(xì)胞亞群的影響,探討UC可能的發(fā)病機(jī)制及美沙拉嗪治療UC的免疫學(xué)機(jī)制。
1 實(shí)驗(yàn)材料
無(wú)病原環(huán)境出生的C57BL/6小鼠(6~8周齡)(購(gòu)自廣東省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心)。DSS分子量為35 000~40 000,購(gòu)自MP??剐∈驝D3-PE-Cy7(BioLegend);抗小鼠CD4- FITC、抗小鼠CD272-APC、抗小鼠 IL-17- PE、抗小鼠 IFN-γ PerCP-Cy5.5和抗小鼠 Foxp3 -PE-Cy5.5均購(gòu)自eBioscience。流式細(xì)胞儀為BD 產(chǎn)品。破膜劑為杭州聯(lián)科生物公司產(chǎn)品。美沙拉嗪為葵花藥業(yè)產(chǎn)品。大便隱血試劑盒為南京建成生物工程研究所產(chǎn)品。膠原酶II為Sigma產(chǎn)品。
2 UC模型制作與觀察
參閱文獻(xiàn)[3-4]制作UC模型,取小鼠16只,隨機(jī)分為對(duì)照組(Con組)和實(shí)驗(yàn)組(DSS組),每組8只小鼠,2組小鼠性別比、周齡、健康狀況及體重均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,可進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。Con組小鼠給予自來(lái)水自由飲用,DSS組給予5% DSS(用水溶解)自由飲用,各組小鼠實(shí)驗(yàn)時(shí)間為7 d,第8天處死小鼠。造模后每天觀察小鼠活動(dòng)情況、毛色變化、大便性狀、顏色及有無(wú)出血等情況。
3 美沙拉嗪干預(yù)治療
取小鼠8只,給予5% DSS造模,在造模的同時(shí)給予美沙拉嗪治療,作為美沙拉嗪治療組(MSLZ組),每天用美沙拉嗪(緩釋顆粒;商品名:艾迪莎)灌胃治療,按實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與人體表面積比等效劑量換算比率,將每天劑量折算成小鼠等效劑量作為中劑量用量[小鼠用量(g/kg)=人每天口服藥量(g)×0.0026/0.02kg],時(shí)間為7 d,同樣每天觀察小鼠活動(dòng)情況、毛色變化、大便性狀、顏色及有無(wú)出血等情況。
4 外周血單個(gè)核細(xì)胞分離
第8天取小鼠內(nèi)眥靜脈血,用EDTA-K2抗凝,采用Ficoll-Hypaque密度梯度離心法分離外周血單個(gè)核細(xì)胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMC),對(duì)細(xì)胞進(jìn)行活性檢測(cè)和計(jì)數(shù)后重懸于含2% 胎牛血清的PBS中,備用。
5 結(jié)腸黏膜固有層單個(gè)核細(xì)胞分離
小鼠結(jié)腸黏膜固有層單個(gè)核細(xì)胞(lamina propria mononuclear cells,LPMC)的分離參閱文獻(xiàn)[5]方法進(jìn)行。取小鼠肛門至盲腸末端結(jié)腸,縱切,去內(nèi)容物,將組織剪碎足夠小,于含EDTA和二硫蘇糖醇(dithi othreitol, DTT)的PBS液中孵育30 min,離心,重復(fù)2次。將組織置于酶液(膠原酶II 含量為0.5 g/L的RPMI-1640)中,37℃水浴消化30 min,離心,過(guò)濾,收集濾液,回收濾渣重復(fù)消化1次,收集所有濾液加入到含有小鼠淋巴細(xì)胞分離液的離心管中離心,采用Ficoll-Hypaque密度梯度離心法分離單個(gè)核細(xì)胞,2% FBS-PBS洗滌,對(duì)細(xì)胞進(jìn)行活性檢測(cè)和計(jì)數(shù)后重懸于含2%胎牛血清的PBS中,備用。
6 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)T細(xì)胞亞群胞內(nèi)細(xì)胞因子
將分離的單個(gè)核細(xì)胞分成4份,每份細(xì)胞數(shù)為1×106,加PMA/Iono Mixture 體外37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱孵育4 h,最后2 h加BFA孵育,洗滌,1份加同型對(duì)照抗體,其余3份分別加入CD3-PE-Cy7/CD4-FITC混合抗體和CD3-PE-Cy7/CD8-PE混合抗體,避光孵育25 min,PBS洗滌,加破膜劑A 液100 μL避光孵育15 min,PBS洗滌,加破膜劑B液100μL,同時(shí)分別加入IL-17-PE/IFN-γ-PerCp-Cy5.5混合抗體、Foxp3-PE-Cy5.5和IFN-γ-PerCp-Cy5.5,避光孵育25 min,洗滌,固定,上流式細(xì)胞儀分析。
7 病理組織分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
0級(jí):黏膜固有層無(wú)中性粒細(xì)胞浸潤(rùn);Ⅰ級(jí):固有層有少量中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)(<10 cells/HPF),并累及部分隱窩;Ⅱ級(jí):固有層明顯中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)(10~50 cells/HPF),累及50%以上隱窩;Ⅲ級(jí):固有層大量中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)(>50 cells/HPF),同時(shí)伴有隱窩膿腫;Ⅳ級(jí):固有層明顯急性炎癥伴有潰瘍形成。
8 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示,組間均數(shù)比較采用t檢驗(yàn),以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
1 成功建立了小鼠UC模型
DSS誘導(dǎo)的模型組小鼠第4天開(kāi)始體重出現(xiàn)下降,到第7天體重下降超過(guò)15%,MSLZ組小鼠體重自第5天開(kāi)始出現(xiàn)體重下降,體重下降不超過(guò)5%,而對(duì)照組體重?zé)o明顯降低;第4天出現(xiàn)血便,對(duì)照組小鼠大便隱血均為陰性,MSLZ組小鼠有2只第5天大便隱血試驗(yàn)陽(yáng)性;DSS組小鼠7 d內(nèi)無(wú)死亡,MSLZ灌胃治療組無(wú)死亡情況;腸道組織HE染色顯示DSS組結(jié)腸陷窩消失、腺體減少,大量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),對(duì)照組結(jié)腸結(jié)構(gòu)無(wú)明顯異常,MSLZ組陷窩、腺體結(jié)構(gòu)清晰,少量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),見(jiàn)圖1。
各組小鼠病理組織學(xué)分級(jí)比較:DSS組組織學(xué)分級(jí)大部分小鼠為Ⅲ級(jí)和IV級(jí);MSLZ組0級(jí)有5例,Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)分別為2例和1例,無(wú)Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí);對(duì)照組0級(jí)7例,I級(jí)1例,見(jiàn)表1。
表1 各組小鼠病理組織學(xué)分級(jí)比較
Table 1.Comparision of histological grading among the 3 groups (%.n=8)
Group0ⅠⅡⅢⅣCon87.512.5000MSLZ62.525.012.500DSS0025.050.037.5
Figure 1.UC animal model establishment and mesalazine. treatment. A: mice body weight loss curve.Mean±SD.n=8.*P<0.05vsCon group;△P<0.05vsDDS group. B: HE staining of colon tissue of each group.
圖1 建立小鼠UC模型及美沙拉嗪預(yù)治療模型
2 UC模型小鼠外周血中IL-17、IFN-γ及Foxp3在CD3+T細(xì)胞的表達(dá)升高
在DSS誘導(dǎo)的小鼠UC模型中,其外周血單個(gè)核細(xì)胞中CD3+T細(xì)胞高表達(dá)IL-17、IFN-γ及Foxp3,腸黏膜單個(gè)核細(xì)胞中CD3+T細(xì)胞高表達(dá)IFN-γ和Foxp3,但I(xiàn)L-17的表達(dá)與對(duì)照組無(wú)差異,見(jiàn)圖2。
3 UC模型小鼠腸組織中Th1、Th17和Treg細(xì)胞亞群升高
根據(jù)不同CD4+T細(xì)胞亞群產(chǎn)生細(xì)胞因子的不同,我們進(jìn)一步分析了UC模型小鼠外周血和腸組織中Th1(CD3+CD4+IFN-γ+)、Th17(CD3+CD4+IL-17+)和Treg(CD3+CD4+Foxp3+)細(xì)胞亞群的變化,經(jīng)流式細(xì)胞術(shù)胞內(nèi)細(xì)胞因子檢測(cè)結(jié)果顯示,DSS組小鼠LPMC中Th1、Th17和Treg細(xì)胞亞群較對(duì)照組均顯著升高(均P<0.05);但DSS組小鼠PBMC中只有Treg細(xì)胞亞群較對(duì)照組升高(P<0.05),見(jiàn)圖3。
Figure 2.Expression of IL-17,IFN-γ and Foxp3 in PBMCs and LPMSs of UC mice. Meam±SD.n=8.*P<0.05,**P<0.01vsCon group.
圖2 UC模型小鼠CD3+T細(xì)胞IL-17、IFN-γ和Foxp3的表達(dá)
Figure 3.Expression of Th1,Th17 and Tregs in PBMCs and LPMCs of UC mice. Mean±SD.n=8.*P<0.05vsCon group.
圖3 UC模型小鼠Th1、Th17和Treg細(xì)胞亞群的變化
4 美沙拉嗪對(duì)UC模型小鼠CD4+T細(xì)胞亞群的影響
為了探討美沙拉嗪治療UC的免疫學(xué)機(jī)制,我們進(jìn)一步檢測(cè)了美沙拉嗪對(duì)UC模型小鼠CD4+T細(xì)胞亞群的影響,見(jiàn)圖4,我們發(fā)現(xiàn)美沙拉嗪預(yù)治療后UC模型小鼠外周血中CD4+Foxp3+T細(xì)胞熒光強(qiáng)度較DSS組降低,提示美沙拉嗪能下調(diào)UC模型小鼠外周血中Treg細(xì)胞中Foxp3的表達(dá)。進(jìn)一步檢測(cè)發(fā)現(xiàn),美沙拉嗪能顯著下調(diào)UC模型小鼠腸組織中Th1、Th17和Treg亞群。
潰瘍性結(jié)腸炎是一種原因不明的直腸和結(jié)腸炎癥,是危害人類健康的慢性疾病之一,據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)告[6],該病發(fā)生率為1/10 000~2/10 000,在我國(guó)UC的患病率約為1.16/10 000,實(shí)際的病例數(shù)更多。因此,對(duì)于UC發(fā)病的研究及治療方法的探討也成為醫(yī)療衛(wèi)生界的重要課題。
以往的研究認(rèn)為UC的發(fā)生發(fā)展與IL-4、IL-5、IL-13等介導(dǎo)的Th2型免疫反應(yīng)密切相關(guān)[7],近期研究認(rèn)為產(chǎn)生IL-17的Th17型細(xì)胞[8]、產(chǎn)生IFN-γ的Th1型細(xì)胞以及Foxp3+Treg細(xì)胞[9]均在UC的發(fā)病中發(fā)揮重要作用。
IL-17是新近發(fā)現(xiàn)的一種促炎癥細(xì)胞因子,其具有強(qiáng)大的促炎反應(yīng)活性,在不同的疾病中發(fā)揮著不同作用。有文獻(xiàn)報(bào)道IL-17通過(guò)IL-17/IL-23軸參與炎癥性腸病的發(fā)生[10],研究顯示在炎癥性腸病患者中IL-17的產(chǎn)生較正常人明顯增加,這在小鼠潰瘍性結(jié)腸炎模型中也得到了證實(shí)。IFN-γ是Th1細(xì)胞亞群產(chǎn)生的主要細(xì)胞因子,這類細(xì)胞因子在疾病中的研究及其作用機(jī)制都比較明確,在UC發(fā)病中IFN-γ起重要作用,本研究結(jié)果顯示:盡管UC小鼠模型外周血中Th17和Th1細(xì)胞與對(duì)照組無(wú)顯著差異,但在腸組織中產(chǎn)生Th17和Th1細(xì)胞亞群均顯著增高,說(shuō)明Th17和Th1細(xì)胞在UC腸道局部炎癥損傷中起重要作用。
調(diào)節(jié)性T細(xì)胞是一組具有免疫負(fù)調(diào)節(jié)作用的T細(xì)胞亞群,它在維持機(jī)體免疫平衡、形成外周免疫耐受過(guò)程中發(fā)揮重要作用。Treg細(xì)胞可在體外通過(guò)細(xì)胞接觸依賴機(jī)制參與炎癥反應(yīng),另外Treg細(xì)胞表達(dá)高水平的細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4與抗原提呈細(xì)胞上的B7結(jié)合,誘導(dǎo)色氨酸裂解酶-吲哚胺2,3-二加氧酶活化,介導(dǎo)免疫耐受[11]。同時(shí)Treg細(xì)胞還可通過(guò)調(diào)節(jié)釋放抑制性細(xì)胞因子(IL-10等)參與UC的發(fā)病,其數(shù)量較少或者功能異常均可導(dǎo)致疾病的發(fā)生。王曉紅等[12]在研究大黃、巴豆霜對(duì)三硝基苯磺酸誘導(dǎo)的UC大鼠模型中發(fā)現(xiàn)在模型組大鼠外周血Treg細(xì)胞的百分比顯著降低;周紅光等[13]在對(duì)三硝基苯磺酸誘導(dǎo)的UC大鼠模型研究中發(fā)現(xiàn)其模型組外周血及腸系膜淋巴結(jié)中CD4+CD25+Treg細(xì)胞顯著降低;Chao 等[14]在UC患者中發(fā)現(xiàn)Treg細(xì)胞比例低于健康人;譚至柔等[15]在UC患者外周血中也發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。另外在T細(xì)胞缺乏的小鼠體內(nèi)輸注CD45RBhighCD4+T細(xì)胞可誘導(dǎo)形成炎癥性腸病模型,同時(shí)可以調(diào)節(jié)Th1型T細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ的效應(yīng),這證實(shí)了Treg細(xì)胞減少或功能異常均可導(dǎo)致UC的發(fā)病。但是也有部分研究認(rèn)為Treg細(xì)胞在炎癥狀態(tài)下代償性增加,與Th17細(xì)胞亞群呈現(xiàn)協(xié)同狀態(tài),參與炎癥反應(yīng)。有報(bào)道[11]在活動(dòng)性潰瘍性結(jié)腸炎患者外周血中Treg細(xì)胞明顯高于健康人,且活動(dòng)性潰瘍性結(jié)腸炎比慢性潰瘍性結(jié)腸炎外周血Treg細(xì)胞升高。另外也有研究證實(shí)[8]在小兒UC和克羅恩病中,Treg細(xì)胞數(shù)量較正常人升高,Rismo等[16]在UC成年患者中也證實(shí)了這點(diǎn)。本組實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)在外周血Treg細(xì)胞和病變局部腸道組織中Treg細(xì)胞水平均較正常對(duì)照組升高,這可能與小鼠體內(nèi)環(huán)境不同,炎癥細(xì)胞因子數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)不同相關(guān),在炎癥狀態(tài)下大量淋巴細(xì)胞浸潤(rùn),調(diào)節(jié)性T細(xì)胞也代償性增加,但是其增加水平無(wú)法抗衡促炎因子增加水平,從而發(fā)生炎癥反應(yīng)。同時(shí)這也提示在潰瘍性結(jié)腸炎小鼠中,由于Treg細(xì)胞的異常,可能導(dǎo)致機(jī)體免疫失衡,從而使效應(yīng)性CD4+T細(xì)胞從循環(huán)系統(tǒng)向腸道局部炎癥部位移行,富集于炎癥損傷部位,從而導(dǎo)致消化道黏膜處于高度活化狀態(tài),誘發(fā)機(jī)體腸道免疫反應(yīng),從而導(dǎo)致對(duì)自身抗原不耐受,損傷性細(xì)胞因子釋放增加,導(dǎo)致黏膜損傷。因此,我們認(rèn)為Treg細(xì)胞失衡在潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)病中發(fā)揮重要作用。這與郭敏等[17]在大鼠模型中的研究報(bào)道一致。另外國(guó)外有文獻(xiàn)報(bào)道[18]在UC患者外周血、結(jié)腸組織及腸系膜淋巴結(jié)等檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其Treg細(xì)胞較正常人升高,其可能的機(jī)制是結(jié)腸組織或腸系膜淋巴結(jié)組織中增加的Treg細(xì)胞在體內(nèi)可能通過(guò)某些共刺激分子或Toll樣受體信號(hào)途徑其抑制效應(yīng)T細(xì)胞的功能被抑制,因此,即使在體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其外周血和病變組織中Treg細(xì)胞升高,這種升高仍不能逆轉(zhuǎn)疾病的發(fā)生及發(fā)展,其具體機(jī)制目前暫未明確[19]。因此,我們認(rèn)為在UC小鼠外周血和病變結(jié)腸組織中升高的Treg可能在不同程度上限制疾病的發(fā)展,但是不能逆轉(zhuǎn)疾病的發(fā)生。
Figure 4.Efflect of MSLZ on CD4+T cell subsets in UC mice. Mean±SD.n=8.*P<0.05,vsCon group;△P<0.05 vs, MSLZ group.
圖4 美沙拉嗪對(duì)UC模型小鼠CD4+T細(xì)胞亞群的影響
美沙拉嗪是一種新型5-氨基水楊酸控釋劑,是治療潰瘍性結(jié)腸炎的首選藥物之一,特別適用于對(duì)柳氮磺吡啶不能耐受的患者的急性發(fā)作。本組實(shí)驗(yàn)采用美沙拉嗪微膠顆粒予小鼠灌胃,結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道[20]采用中劑量用量預(yù)治療小鼠潰瘍性結(jié)腸炎能有效減輕小鼠腸道炎癥,因此本組實(shí)驗(yàn)選用中劑量灌胃治療。結(jié)果發(fā)現(xiàn),采用美沙拉嗪治療小鼠7d后結(jié)腸組織炎癥滲出較少,隱窩及腺體結(jié)構(gòu)清晰,炎癥程度較DSS誘導(dǎo)的UC小鼠組輕,其臨床療效顯著。因此,我們認(rèn)為美沙拉嗪灌胃預(yù)治療能有效降低腸道炎癥。而其作用的機(jī)制暫未完全明確,有研究認(rèn)為其主要是通過(guò)作用于腸道炎癥黏膜,抑制引起炎癥的前列腺素的合成和炎癥介質(zhì)白三烯的形成,清除氧自由基,抑制腸黏膜的脂肪酸氧化,降低腸上皮通透性,從而對(duì)腸道壁炎癥起顯著的消炎作用,對(duì)發(fā)炎的腸壁結(jié)締組織效果尤佳[21]。其免疫學(xué)機(jī)制研究較少,有報(bào)道[22]認(rèn)為其可能通過(guò)抑制結(jié)腸組織下調(diào)NF-κB的表達(dá),減少結(jié)腸局部炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生,最終達(dá)到治療潰瘍性結(jié)腸炎的目的;也可能通過(guò)影響其它細(xì)胞因子或信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑發(fā)揮抗炎作用[23- 24],然而美沙拉嗪對(duì)T細(xì)胞亞群的研究較少,且機(jī)制暫未明確。本組實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)美沙拉嗪預(yù)治療后UC小鼠炎癥減輕,且預(yù)治療組小鼠外周血分泌IFN-γ的Th1細(xì)胞活性降低,這提示美沙拉嗪可能調(diào)節(jié)Th1細(xì)胞活性。有研究顯示[25]美沙拉嗪釋放一氧化氮衍生物NCX-456,而這種NCX-456可抑制Th1細(xì)胞誘導(dǎo)的細(xì)胞因子的釋放,同時(shí)促進(jìn)抑炎因子的產(chǎn)生,在UC中發(fā)揮重要的抗炎作用,且NCX-456能抑制細(xì)胞增殖,導(dǎo)致活化的腸黏膜固有層Th1細(xì)胞選擇性凋亡,從而達(dá)到抗炎作用,但是其具體誘導(dǎo)Th1細(xì)胞的調(diào)節(jié)機(jī)制及途徑還有待進(jìn)一步明確。另外本實(shí)驗(yàn)研究顯示美沙拉嗪預(yù)治療后下調(diào)了外周血產(chǎn)生IL-17的Th17細(xì)胞活性,但是對(duì)組織中Th17的活性無(wú)影響。Th17細(xì)胞活化可誘導(dǎo)NF-κB信號(hào)途徑活化,從而產(chǎn)生誘導(dǎo)型一氧化氮合酶、環(huán)氧化酶2等,同時(shí)產(chǎn)生大量IL-17介導(dǎo)促炎反應(yīng),美沙拉嗪預(yù)治療UC下調(diào)Th17細(xì)胞的活性,從而阻斷或減弱NF-κB信號(hào)途徑,降低促炎因子的分泌,從而達(dá)到減輕炎癥反應(yīng)的目的[26]。本組實(shí)驗(yàn)美沙拉嗪可降低外周血Th17水平,而局部炎癥部位Th17細(xì)胞呈下降趨勢(shì),但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,這可能與局部炎癥嚴(yán)重,短時(shí)間內(nèi)美沙拉嗪不能快速影響Th17細(xì)胞的功能有關(guān),這也提示在急性炎癥嚴(yán)重時(shí)治療周期及治療劑量可能需要根據(jù)病情適當(dāng)調(diào)整。同時(shí),本組實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)美沙拉嗪預(yù)治療能降低外周血及病變組織中Treg細(xì)胞活性,但是其水平仍然較對(duì)照組升高,這提示美沙拉嗪可能誘導(dǎo)Treg細(xì)胞參與其對(duì)疾病的治療。在炎癥早期誘導(dǎo)Treg細(xì)胞產(chǎn)生,但是炎癥緩解后Treg細(xì)胞活性迅速下降,這與Requena 等[26]的報(bào)道一致。但是其具體調(diào)節(jié)機(jī)制還有待進(jìn)一步明確。
綜上所述,我們?cè)贒SS誘導(dǎo)小鼠UC模型中發(fā)現(xiàn)效應(yīng)性CD4+T細(xì)胞亞群Th17、Th1和調(diào)節(jié)性CD4+T細(xì)胞亞群都升高,尤其是Treg的代償性升高可能在UC發(fā)病中起重要作用,美沙拉嗪可能通過(guò)調(diào)節(jié)Th1、Th17和Treg細(xì)胞亞群的功能從而發(fā)揮抗炎作用。
[1] Koller FL, Dozier EA, Nam KT, et al. Lack of MMP10 exacerbates experimental colitis and promotes development of inflammation-associated colonic dysplasia[J]. Lab Invest,2012,92(12): 1749-1759.
[2] Xue X, Ramakrishnan S, Anderson E, et al. Endothelial PAS domain protein 1 activates the inflammatory response in the intestinal epithelium to promote colitis in mice[J]. Gastroenterology,2013,145(4): 831-841.
[3] Sha T, Igaki K, Yamasaki M, et al. Establishment and validation of a new semi-chronic dextran sulfate sodium-induced model of colitis in mice[J]. Int Immunopharmacol,2013,15(1): 23-29.
[4] 李旺林, 曹 杰, 肖煥擎,等. 大腸埃希氏菌在葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的結(jié)腸炎恢復(fù)中的作用[J]. 中國(guó)病理生理雜志,2012,28(1): 163-167.
[5] Ye Y, Yue M, Jin X, et al. Isolation of murine small intestinal intraepithelial γδΤ cells[J]. Immunol Invest,2010,39(7): 661-673.
[6] El-Tawil AM. Epidemiology and inflammatory bowel diseases[J]. World J Gastroenterol,2013,19(10): 1505-1507.
[7] Matsumura K, Nakase H, Kosugi I, et al. Establishment of a novel mouse model of ulcerative colitis with concomitant cytomegalovirus infection:invivoidentification of cytomegalovirus persistent infected cells[J]. Inflamm Bowel Dis,2013,19(9): 1951-1963.
[8] Holtta V, Klemetti P, Salo HM, et al. Interleukin-17 immunity in pediatric Crohn disease and ulcerative colitis[J]. J Pediatr Gastroenterol Nutr,2013,57(3): 287-292.
[9]Dahlen R, Strid H, Lundgren A, et al. Infliximab inhibits activation and effector functions of peripheral blood T cellsinvitrofrom patients with clinically active ulcerative colitis[J]. Scand J Immunol,2013,78(3): 275-284.
[10]Rafa H, Saoula H, Belkhelfa M, et al. IL-23/IL-17A axis correlates with the nitric oxide pathway in inflammatory bowel disease: immunomodulatory effect of retinoic acid[J]. J Interferon Cytokine Res,2013,33(7): 355-368.
[11]Furuzawa-Carballeda J, Fonseca-Camarillo G, Lima G, et al. Indoleamine 2,3-dioxygenase: expressing cells in inflammatory bowel disease-a cross-sectional study[J]. Clin Dev Immunol,2013,2013: 278035.
[12]王曉紅, 侯麗娟,唐 方,等. 大黃、巴豆霜對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎大鼠CD4+CD25+Treg的影響[J]. 中藥藥理與臨床,2013,29(2): 127-129.
[13]周紅光, 陳海彬, 徐肇敏,等. 潰克靈對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎模型大鼠外周血和腸系膜淋巴結(jié)CD4+CD25+T細(xì)胞亞群的影響[J]. 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥,2010,21(7): 1688-1690.
[14]Chao K, Zhong BH, Zhang SH, et al. Imbalance of CD4+T cell subgroups in ulcerative colitis[J]. Zhonghua Yi Xue Za Zhi, 2011,91(23): 1605-1608.
[15]譚至柔, 黃 雪, 黃振寧. 潰瘍性結(jié)腸炎患者外周血CD4+CD25+Foxp3+T細(xì)胞的表達(dá)[J]. 實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志,2010,26(12): 2159-2161.
[16]Rismo R, Olsen T, Cui G, et al. Mucosal cytokine gene expression profiles as biomarkers of response to infliximab in ulcerative colitis[J]. Scand J Gastroenterol,2012,47(5): 538-547.
[17]郭 敏, 王 靜, 張 楠. 潰瘍性結(jié)腸炎大鼠免疫調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的改變[J]. 中國(guó)煤炭工業(yè)醫(yī)學(xué)雜志,2007,10(5): 587-589.
[18]Yu QT, Saruta M, Avanesyan A, et al. Expression and functional characterization of FOXP3+CD4+regulatory T cells in ulcerative colitis[J]. Inflamm Bowel Dis,2007,13(2): 191-199.
[19]Holmen N, Lundgren A, Lundin S, et al. Functional CD4+CD25high regulatory T cells are enriched in the colonic mucosa of patients with active ulcerative colitis and increase with disease activity[J]. Inflamm Bowel Dis,2006,12(6): 447-456.
[20]殷漢華, 張 濤, 李捷壯, 等. 美沙拉嗪干預(yù)潰瘍性結(jié)腸炎相關(guān)癌變小鼠的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 中華中醫(yī)藥學(xué)刊,2012,30(1): 29-31,225.
[21]Travis SP, Stange EF, Lemann M, et al. European evidence based consensus on the diagnosis and management of Crohn’s disease: current management[J]. Gut,2006,55 (Suppl 1)∶ i16- i35.
[22]Mbodji K, Charpentier C, Guerin C, et al. Adjunct therapy of n-3 fatty acids to 5-ASA ameliorates inflammatory score and decreases NF-kappa B in rats with TNBS-induced colitis[J]. J Nutr Biochem,2013,24(4): 700-705.
[23]Herrlinger KR. Differences between Treatment Guidelines - Germany[J]. Dig Dis,2013,31(3-4): 357-359.
[24]Al-Rejaie SS, Abuohashish HM, Al-Enazi MM, et al. Protective effect of naringenin on acetic acid-induced ulcerative colitis in rats[J]. World J Gastroenterol,2013,19(34): 5633-5644.
[25]Santucci L, Wallace J, Mencarelli A, et al. Different sensitivity of lamina propria T-cell subsets to nitric oxide-induced apoptosis explains immunomodulatory activity of a nitric oxide-releasing derivative of mesalamine in rodent colitis[J]. Gastroenterology,2005,128(5): 1243-1257.
[26]Requena P, Daddaoua A, Martinez-Plata E, et al. Bovine glycomacropeptide ameliorates experimental rat ileitis by mechanisms involving downregulation of interleukin 17[J]. Br J Pharmacol,2008,154(4): 825-832.
Effect of mesalazine on Th1, Th17 and Treg cells in mice with DSS-induced ulcerative colitis
ZHU Bin1, ZHANG Han-xian2, 3, ZENG Jin-cheng2, 4, AN Bo-ran3, XU Jun-fa2, 4, SHU Jian-chang1
(1FirstClinicalMedicalCollegeofJinanUniversity,Guangzhou510632,China;2InstituteofLaboratoryMedicine,GuangdongMedicalCollege,Dongguan524808,China;3GuangdongMedicalCollege,Zhanjiang524023,China;4GuangdongProvincialKeyLaboratoryofMedicalMolecularDiagnostics,Dongguan524808,China.E-mail:shujc62@hotmail.com)
AIM: To investigate the effect of mesalazine treatment on regulation of Th1, Th17 and Treg cells in mice with dextran sulfate sodium (DSS)-induced ulcerative colitis (UC). METHODS: The expression of IL-17, IFN-gamma and Foxp3 in the peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and intestinal mucosa lamina propria mononuclear cells (LPMC) of DSS-induced UC mice was detected by flow cytometry analysis. The effect of mesalazine treatment on regulaiton of Th1, Th17 and Treg cells in the mice with DSS-induced ulcerative colitis was examined.RESULTS: The expression of IL-17, IFN-γ and Foxp3 on CD4+T cells were significantly higher in the PBMC of DSS-induced mice than those in control group. CD4+IFN-γ+T cells and CD4+Foxp3+T cells were higher in LPMC than those in control group, except CD4+IL-17+T cells. Moreover, the Th1, Th17 and Treg cells were higher in DSS group than those in control group in LPMC. However, only Tregs was higher in PBMC. Pre-treatment with mesalazine significantly decreased the number of Th17, Th1 and Treg cells of UC model mice both in PBMC and LPMC.CONCLUSION: The Th1, Th17 and Tregs cells in DSS-induced mice were significantly higher than those in control mice, suggesting that CD4+T cell subsets play an important role in the pathogenesis of UC. Mesalazine may play a role in the treatment of UC by regulating the Th1, Th17 and Tregs cells.
Dextran sulfate sodium; Colitis, ulcerative; Mesalazine
1000- 4718(2014)12- 2219- 07
2014- 01- 27
2014- 09- 12
國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.81273237; No.30972779);廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(No. 2011B061300098)
R574.62
A
10.3969/j.issn.1000- 4718.2014.12.018
△通訊作者 Tel: 020-34403830; E-mail: shujc62@hotmail.com