慢性乙型肝炎患者血清IL-17表達(dá)水平及其調(diào)控IL-6/STAT3信號(hào)通路的研究

柳雅慧，任麗，邵潔，侯永旺，常嬌

乙型肝炎病毒（HBV）是最常見的肝炎病毒，嚴(yán)重危害人類健康。據(jù)估計(jì)全世界有 3.5 億人為慢性乙型肝炎（CHB）感染者。當(dāng) HBV 感染人體后，人體免疫系統(tǒng)啟動(dòng)多種免疫反應(yīng)以清除或減弱HBV 對(duì)人體的損害。T 輔助細(xì)胞 17（Th17）是發(fā)揮促炎活性的新興 T 細(xì)胞亞群，主要分泌 IL-17。IL-17 與其受體結(jié)合后可以誘導(dǎo) IL-6、IL-1、TNF-α等炎性細(xì)胞因子與趨化因子的分泌，促進(jìn)炎癥反應(yīng)[1]。最近的研究發(fā)現(xiàn)，IL-17 廣泛參與慢性肝病的肝臟損傷[2]，同時(shí) IL-17 的表達(dá)與慢性乙型肝炎炎癥活動(dòng)度及肝纖維化程度呈顯著正相關(guān)[3]，但I(xiàn)L-17 在 CHB 患者中的調(diào)控機(jī)制尚未明確。

本文擬在探究 IL-17 在 CHB 患者中的表達(dá)水平，以及其是否通過調(diào)控 IL-6/STAT3 信號(hào)通路參與肝炎疾病的進(jìn)展，從而探究 IL-17 在 CHB 疾病中的意義。

1 材料與方法

1.1 對(duì)象及材料

1.1.1 對(duì)象 在患者的知情同意下，收集 50 例CHB 患者全血并分離血清，–80 ℃ 保存?zhèn)溆?。?shí)驗(yàn)組入選標(biāo)準(zhǔn)：乙型肝炎病毒抗原（HBsAg）陽性。排除標(biāo)準(zhǔn)：甲、丙、丁、戊型肝炎患者，獲得性免疫缺陷綜合征患者，自身免疫性疾病患者以及患有其他慢性肝臟損害疾病患者，接受保肝及抗病毒治療患者。選取同一時(shí)期 50 名性別和年齡與實(shí)驗(yàn)組匹配的門診健康體檢者作為對(duì)照受試者?；仡櫺允占脒x對(duì)象臨床特征與病毒學(xué)特征信息。

1.1.2 試劑 I2000 配套試劑購于美國雅培公司；胎牛血清、DMEM 培養(yǎng)基均購于美國 Gibco 公司；遺傳霉素（G418）購于德國 Merck 公司；IScriptTMcDNA 合成試劑盒購于美國 Bio-Rad 公司；ELISA 試劑盒購于中國武漢基因美生物科技公司；細(xì)胞裂解緩沖液（RIPA）購于北京索萊寶公司；蛋白定量分析試劑盒購于美國 Thermo 公司；硝酸纖維素膜購于英國 GE Healthcare 公司；抗體購于英國 Abcam 公司；電化學(xué)發(fā)光法（ECL）蛋白質(zhì)印跡試劑購于美國 Millipore 公司。

1.1.3 儀器 PE9700 實(shí)時(shí)熒光定量檢測儀為美國 PE公司產(chǎn)品；全自動(dòng)生化分析儀 AU5800 為美國 Beckman 公司產(chǎn)品；Roche E170 電化學(xué)發(fā)光免疫分析儀為瑞士 Roche 公司產(chǎn)品。

1.2 方法

1.2.1 生化指標(biāo)檢測 采用美國雅培 I2000 及配套試劑檢測乙型肝炎病毒標(biāo)志物 HBsAg、HBeAg、HBcAb（化學(xué)發(fā)光法）；采用 PE9700 實(shí)時(shí)熒光定量檢測儀以及配套試劑檢測血清 HBV-DNA 含量；采用全自動(dòng)生化分析儀 AU5800 以及配套試劑連續(xù)監(jiān)測法檢測 ALT、AST，重氮試劑法檢測總膽紅素、直接膽紅素，雙縮脲法檢測總蛋白，溴甲酚綠法檢測白蛋白；采用電化學(xué)發(fā)光法檢測甲胎蛋白含量，嚴(yán)格按照儀器和試劑說明書進(jìn)行操作，質(zhì)量控制結(jié)果均在控。

1.2.2 細(xì)胞培養(yǎng) HepG2.2.15 細(xì)胞培養(yǎng)于含有10% 胎牛血清和 400 μg/ml 遺傳霉素（G418）的DMEM 培養(yǎng)基中；在含 5% CO2，37 ℃ 孵育箱中培養(yǎng)。參考文獻(xiàn)[4]的研究方法，將細(xì)胞接種于 6 孔板中并用不同濃度（0、40 ng/ml）的 rhIL-17處理。根據(jù) HBV 一個(gè)復(fù)制周期約為 48 h，常用的檢測時(shí)間點(diǎn)為 3 d，所以當(dāng) rhIL-17 處理3 d 后，收集細(xì)胞以及細(xì)胞上清。

1.2.3 實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 利用IScriptTMcDNA合成試劑盒將提取的 RNA 逆轉(zhuǎn)錄為 cDNA。使用Fast Start Universal SYBR Green Master 進(jìn)行 IL-6 mRNA 的相對(duì)定量，并將 β-actin mRNA 用作內(nèi)參。用 2-ΔΔCT方法計(jì)算靶基因的倍數(shù)變化。實(shí)驗(yàn)引物的序列如下：IL-6 mRNA 上游引物 5' TCCAAA GATGTAGCCGCCC 3'，下游引物 5' CAGTGCCTC TTTGCTGCTTTC 3'；β-actin 上游引物 5' CTCTTC CAGCCTTCCTTCCT 3'，下游引物 5' AGCACTGT GTTGGCGTACAG 3'。

1.2.4 酶聯(lián)免疫吸附法 根據(jù)生產(chǎn)商的說明書，通過 IL-17、IL-6 ELISA 試劑盒分別測定 CHB 患者血清中 IL-17 水平以及細(xì)胞上清中 IL-6 濃度。1.2.5 蛋白免疫印跡 收集細(xì)胞并用適當(dāng)體積的含有蛋白酶抑制劑的細(xì)胞裂解緩沖液（RIPA）裂解細(xì)胞。通過蛋白定量分析試劑盒定量蛋白質(zhì)，含有 30 μg 總蛋白的裂解物在 99 ℃ 變性 10 min。通過十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-PAGE）分離后，通過電濕轉(zhuǎn)移法將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到硝酸纖維素膜。將含有目的蛋白質(zhì)的膜用 5% 脫脂牛奶封閉 1 h，并在 4 ℃ 下與一抗（STAT3 1:2000；pSTAT3 1:2000；Actin 1:10000）一起溫育過夜。第2 天，將膜在含有吐溫-20 的三乙醇胺緩沖鹽水溶液（TBS-T）中洗滌 5 min，并重復(fù) 3 次。與二抗（1:10000 稀釋）在室溫下孵育 1 h。用電化學(xué)發(fā)光法蛋白質(zhì)印跡試劑顯示條帶。肌動(dòng)蛋白（Actin）為對(duì)照。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用 SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。采用中位數(shù)及四分位數(shù)間距表示受試者的臨床特征以及病毒學(xué)特征，兩組之間的差異通過Manne-Whitney 秩和檢驗(yàn)來評(píng)估。采用 Spearman相關(guān)分析方法分析 IL-17 與 HBV-DNA、ALT 及AST 之間的相關(guān)性。采用t檢驗(yàn)分析 rhIL-17 未處理細(xì)胞組與處理細(xì)胞組之間的差異。P＜ 0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 受試者基本臨床及病毒學(xué)特征（n = 50）Table 1 Clinical and virological characteristics of the subjects enrolled in the study (n = 50)

2 結(jié)果

2.1 CHB 患者和健康對(duì)照者的臨床以及病毒學(xué)特征

收集了 50 名 CHB 患者和 50 名年齡和性別匹配的健康對(duì)照者的臨床和病毒學(xué)特征，具體數(shù)據(jù)見表 1。血清 ALT、AST、總膽紅素、直接膽紅素、甲胎蛋白在 CHB 患者組中明顯高于健康對(duì)照組，血清總蛋白、白蛋白在CHB 患者組中明顯低于健康對(duì)照組。

2.2 IL-17 與 HBV 的相關(guān)性

與健康對(duì)照組相比，CHB 患者組血清中 IL-17的水平明顯升高（圖 1A），同時(shí)我們發(fā)現(xiàn) CHB 患者血清中 IL-17 與 HBV-DNA 水平[log10（HBV DNA）]呈正相關(guān)性（圖 1B）。

2.3 IL-17 與肝臟損傷指標(biāo) ALT、AST 之間的相關(guān)性

將CHB 患者血清 IL-17 水平與血清中 ALT、AST 濃度進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，IL-17 水平與ALT、AST 濃度呈顯著的正相關(guān)性（圖 2A、B）。

2.4 IL-17 參與并激活 IL-6/STAT3 信號(hào)通路

將能進(jìn)行 HBV 復(fù)制的 HepG2.2.15 細(xì)胞系用 rhIL-17 處理 3 d 后，檢測細(xì)胞中 IL-6 mRNA以及上清中 IL-6 蛋白的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)用 rhIL-17處理細(xì)胞后，IL-6 表達(dá)水平明顯上調(diào)（圖 3A、B）。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)磷酸化的 STAT3 在用 rhIL-17 處理后表達(dá)水平也明顯上調(diào)（圖 3C）。

圖1 IL-17 與 HBV 相關(guān)性（A：健康對(duì)照組與 HBV 患者組中血清中 IL-17 濃度；B：CHB 患者血清中 IL-17濃度與HBV-DNA 水平之間的相關(guān)性）Figure 1 The relationship between the level of IL-17 and HBV (A: The serum levels of IL-17 in healthy control and chronic HBV patients; B: The correlation between IL-17 levels and the concentrations of HBV-DNA in CHB patients)

圖2 IL-17 水平與肝臟損傷指標(biāo) ALT（A）和 AST（B）濃度之間的相關(guān)性Figure 2 The correlations between IL-17 level and the concentrations of ALT (A) and AST (B) were analyzed by Spearman’s rank test

圖3 IL-17 參與并激活 IL-6/STAT3 信號(hào)通路（A：IL-6 mRNA 在未用 rhIL-17 處理細(xì)胞組以及用 40 ng/ml rhIL-17 處理細(xì)胞組中的相對(duì)表達(dá)量；B：收集未用 rhIL-17 處理細(xì)胞組以及處理組的細(xì)胞上清，采用 ELISA 法檢測 IL-6 蛋白的表達(dá)水平；C：收集未用 rhIL-17 處理細(xì)胞組以及處理組的細(xì)胞，檢測細(xì)胞中 STAT3、pSTAT3 蛋白的表達(dá)水平）Figure 3 IL-17 is involved in and activates the IL-6/STAT3 signaling pathway (A: Relative real-time PCR was performed to determine the level of IL-6 mRNA after 3 days treatment; B: ELISA was performed to determine the level of IL-6 protein after 3 days treatment; C: Western blot was performed to determine the level of STAT3 protein and pSTAT3 protein after 3 days treatment)

3 討論

乙型肝炎是一種分布范圍廣、感染率高、難治愈的疾病，嚴(yán)重危害人類健康。HBV 感染人體后可誘發(fā)免疫反應(yīng)間接損害肝細(xì)胞。其中在機(jī)體免疫過程中，Th17 細(xì)胞在 HBV 感染的發(fā)病機(jī)制中起重要作用[5]，而 IL-17 是 Th17 細(xì)胞分泌起主要免疫作用的細(xì)胞因子。研究發(fā)現(xiàn) IL-17 與 CHB 患者之間具有相關(guān)性，但具體的機(jī)制尚無明確報(bào)道，因此在本文中，我們探究了 IL-17 在 CHB 患者中的表達(dá)水平以及其與 IL-6/STAT3 信號(hào)通路的關(guān)系。

我們的研究發(fā)現(xiàn)，與健康對(duì)照組相比，IL-17 在CHB 患者中明顯升高，表明 IL-17 與 CHB 患者之間具有相關(guān)性，將 IL-17 與 CHB 患者血清中HBV-DNA 進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，兩者呈明顯的正相關(guān)性，提示升高的 IL-17 可以抑制機(jī)體對(duì) HBV的免疫清除作用，IL-17 可能參與了 HBV 感染時(shí)HBV 的復(fù)制與表達(dá)，導(dǎo)致 CHB 患者免疫系統(tǒng)功能紊亂加重，從而引起肝臟損傷加重。有學(xué)者同樣發(fā)現(xiàn) IL-17 在 CHB 患者中明顯升高，導(dǎo)致患者肝功能受損[3]。我們還發(fā)現(xiàn) IL-17 與肝臟損傷指標(biāo)ALT、AST 之間呈顯著的正相關(guān)性，說明隨著 CHB患者肝功能受損程度的增強(qiáng)，IL-17 水平變化顯著。Zhang 等[6]發(fā)現(xiàn) IL-17 陽性的細(xì)胞在 CHB 患者的肝臟小葉和門靜脈區(qū)的表達(dá)水平與健康對(duì)照組相比明顯升高，并隨著肝臟損傷強(qiáng)度的增強(qiáng)而表達(dá)增高。以上結(jié)果表明，IL-17 協(xié)同其他促炎因子，加劇肝臟炎癥微環(huán)境，參與 HBV 的復(fù)制，在 CHB患者疾病進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。

IL-17 不僅在 CHB 患者疾病中發(fā)揮重要作用，同時(shí)有研究發(fā)現(xiàn)，IL-17 可以參與 HBV 相關(guān)的肝硬化、肝癌的進(jìn)展[7-8]。在我們的研究中發(fā)現(xiàn)，rhIL-17 作用于能進(jìn)行 HBV復(fù)制的細(xì)胞時(shí)，檢測到 IL-6 mRNA 以及蛋白水平上調(diào)；而 IL-6 可調(diào)控Th17 細(xì)胞的分化，促進(jìn) Th17 細(xì)胞分泌 IL-17[9]，這樣 IL-17 與 IL-6 之間通過相互促進(jìn)作用，共同調(diào)控機(jī)體的免疫反應(yīng)。同時(shí) IL-6 可介導(dǎo)肝癌細(xì)胞中 STAT3 的激活，活化的 STAT3 可介導(dǎo)抗凋亡，促進(jìn)增殖和促進(jìn)血管生成的發(fā)生[10]。在此研究背景下，我們發(fā)現(xiàn)能進(jìn)行 HBV 復(fù)制的細(xì)胞在 rhIL-17作用后，pSTAT3 水平顯著升高，pSTAT3 可能通過抗凋亡、促進(jìn)增殖的功能參與 HBV 持續(xù)在體內(nèi)復(fù)制的過程。同時(shí)有研究發(fā)現(xiàn) IL-17 通過激活I(lǐng)L-6/STAT3 信號(hào)通路還可促進(jìn)肝癌的侵襲與轉(zhuǎn)移[4]。以上結(jié)果表明，IL-17 參與并激活 IL-6/STAT3 信號(hào)通路，與 CHB 疾病的進(jìn)展密切相關(guān)。

綜上所述，我們發(fā)現(xiàn) IL-17 在 CHB 患者中明顯升高，同時(shí) IL-17與 HBV-DNA 病毒載量之間呈正相關(guān)性，并且 IL-17 參與并激活 IL-6/STAT3信號(hào)通路，從而與 HBV 復(fù)制及 CHB 疾病的進(jìn)展密切相關(guān)。因此，通過降低患者體內(nèi) IL-17 的表達(dá)水平，或者阻斷 IL-6/STAT3 信號(hào)通路對(duì)于控制慢性乙型肝炎的進(jìn)展極有可能具有非常重要的作用，為未來 CHB 患者的治療提供了新的思路。本文存在樣本量偏小的局限性，并且 IL-17 參與 HBV 復(fù)制的詳細(xì)機(jī)制，如是否通過促進(jìn) HBV 復(fù)制中間體、前基因組 RNA 的表達(dá)而促進(jìn) HBV 復(fù)制等，還需要進(jìn)一步的研究。

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