還原谷胱甘肽對(duì)成纖維滑膜細(xì)胞中內(nèi)脂素的影響

尚 辰，郝文婷，任義樂(lè)

（徐州市第一人民醫(yī)院，江蘇 徐州 221000）

類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（Rheumatoid arthritis，RA）是一種典型的慢性自身免疫性疾病，其特征是關(guān)節(jié)呈進(jìn)行性對(duì)稱(chēng)性破壞并伴有全身炎癥反應(yīng)[1]。該病與幾種代謝性疾病和心血管疾病等共病高度相關(guān)[2]。值得注意的是，先天性危險(xiǎn)因素（如遺傳、性別和年齡）和獲得性危險(xiǎn)因素（如肥胖、吸煙和創(chuàng)傷）與RA 的分解代謝及炎癥過(guò)程有關(guān)[3-5]。幾種脂肪來(lái)源的細(xì)胞因子，如瘦素、脂聯(lián)素和內(nèi)脂素在局部或全身水平的紊亂，對(duì)RA 的炎癥和分解代謝改變起著重要作用[3]。其中內(nèi)脂素是一種新型的脂肪因子，已有研究發(fā)現(xiàn)其是炎癥和代謝過(guò)程中的關(guān)鍵調(diào)控因子。內(nèi)脂素也被稱(chēng)為煙酰胺磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶（NAMPT），是哺乳動(dòng)物中煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）生物合成補(bǔ)救途徑中的限速酶。NAD+ 是一種普遍存在的參與氧化還原反應(yīng)的輔酶，在氧化應(yīng)激條件下，需要增加NAD+ 的再生，因此，內(nèi)脂素作為NAD+ 代謝的調(diào)節(jié)因子在基本細(xì)胞過(guò)程中占有關(guān)鍵地位[6]。谷胱甘肽（GSH）是人體內(nèi)最重要的抗氧化物質(zhì)，前期研究[7]已證明GSH可能通過(guò)降低成纖維滑膜細(xì)胞中的活性氧（ROS）水平進(jìn)一步抑制炎癥因子的釋放，本試驗(yàn)進(jìn)一步研究其對(duì)脂肪因子中內(nèi)脂素的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

MH7A 細(xì)胞系（購(gòu)自上海觀道生物科技有限公司）；健康清潔級(jí)雌性DBA/1J 小鼠14 只（購(gòu)自常州卡文斯實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司），7 ～8 周齡。

1.2 試劑與儀器

GSH（北京索萊寶科技有限公司）；牛Ⅱ型膠原（Chondrex 公司，貨號(hào)：2002-2）；弗氏完全佐劑（含卡介苗，CFA，Chondrex 公司）；弗氏不完全佐劑（不含卡介苗，IFA，Chondrex 公司）；1640 培養(yǎng)基（SH30265.01，美國(guó)Hyclone）；低糖DMEM 培養(yǎng)基（SH30021.01B，美國(guó)Hyclone）；胎牛血清（FBS，10100147，美國(guó)Gibco）；青- 鏈霉素溶液（15140，美國(guó)Gibco）；內(nèi)脂素ELISA 試劑盒（eBioscience 公司）；逆轉(zhuǎn)錄試劑盒（日本Takara Bio Inc.）；熒光定量PCR 儀（ABI7500）。

1.3 膠原誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎（CIA）模型制備

將14 只雌性DBA/1J 小鼠隨機(jī)分為CIA+PBS 組、CIA+GSH 組。將牛Ⅱ型膠原與CFA 等體積混合乳化制成混懸乳劑，在無(wú)菌條件下以每只0.1 mg 的劑量在小鼠尾根部皮下注射，首免當(dāng)日記為1 d。在21 d將牛Ⅱ型膠原與IFA 等體積混合乳化，再次注射于小鼠尾根部皮下，劑量同前。CIA+GSH 組自第1 d 至第50 d 通過(guò)灌胃給予500 mg/kg GSH，CIA+PBS 組同時(shí)每日給予等量PBS 灌胃處理。所有小鼠均正常飼養(yǎng)于無(wú)特定病原體（SPF）環(huán)境。

1.4 小鼠骨髓來(lái)源單核巨噬細(xì)胞（Bonemarrowderivedmacrophages，BMDM）分離培養(yǎng)

首免50 d 后處死兩組小鼠，取出后肢股骨及脛骨，剝離骨表面肌肉和軟組織，去除股骨和脛骨骨骺端，將骨髓從骨髓腔中沖出，制成細(xì)胞懸液。以1640 完全培養(yǎng)基（1640 培養(yǎng)基+10% FBS+1% 青-鏈霉素溶液+10% L929 細(xì)胞培養(yǎng)上清）重懸細(xì)胞后種于6 孔板中。細(xì)胞貼壁后直至其長(zhǎng)滿，每3 d 換液1 次，此時(shí)的貼壁細(xì)胞為BMDM。

1.5 轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序

將BMDM 細(xì)胞送往廣州基迪奧生物科技有限公司進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序，提取總RNA，并質(zhì)檢合格，建立文庫(kù)。獲得原始測(cè)序短序列，經(jīng)過(guò)濾得到短序列Clean Reads 為有效數(shù)據(jù)。采用DESeq2 軟件進(jìn)行差異表達(dá)分析（P＜0.05），篩選出兩組間差異表達(dá)基因（Differentially expressed genes，DEGs），進(jìn)行基因本體（Gene ontology，GO）功能顯著性富集分析。

1.6 MH7A 細(xì)胞分組

將MH7A 細(xì)胞分為PBS 組、GSH 組（GSH 100 μg/mL）、LPS（100 ng/mL）組、GSH+LPS 組，處理24 h 后收集細(xì)胞以及細(xì)胞上清。

1.7 收集MH7A 細(xì)胞，按照Trizol 試劑的說(shuō)明書(shū)從中提取總RNA

測(cè)定RNA 濃度后每個(gè)樣本取1 μg 進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄。反轉(zhuǎn)錄體系和試驗(yàn)方法參照說(shuō)明書(shū)。根據(jù)SYBR說(shuō)明書(shū)進(jìn)行后續(xù)的實(shí)時(shí)定量PCR（qPCR）檢測(cè)內(nèi)脂素、瘦素、脂聯(lián)素。內(nèi)脂素上、下游引物序列分別為5’-CGACTCCTACAAGGTTACTCACTATAAAC-3’和 5’-CTTCTCAAGAATGTAGTTCCATCCC-3’，瘦 素 上、 下 游 引 物 序 列 分 別 為5’-TGGTTTCATTTCTACTGTGACTGATG-3’ 和5’-TCCTAAGCAATTGCAGAAGATAAG-3’， 脂 聯(lián)素上、下游引物序列分別為5’-CCCCAACATGC-3’和5’-TACACCTGGAGCCAGACTTGG-3’。得到CT值，以GAPDH 為內(nèi)參，用2-ΔΔCt 計(jì)算分析mRNA相對(duì)表達(dá)量。

1.8 ELISA 檢測(cè)細(xì)胞上清中內(nèi)脂素的表達(dá)情況

根據(jù)eBioscience 公司生產(chǎn)的ELISA 檢測(cè)試劑盒說(shuō)明書(shū)檢測(cè)細(xì)胞上清內(nèi)脂素的表達(dá)情況。

2 結(jié)果

2.1 GSH 干預(yù)對(duì)LPS 誘導(dǎo)的MH7A 成纖維滑膜細(xì)胞中內(nèi)脂素、瘦素、脂聯(lián)素、抵抗素mRNA 表達(dá)的影響

我們采用RT-PCR 檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)脂素、瘦素、脂聯(lián)素、抵抗素mRNA 表達(dá)，結(jié)果顯示與LPS 組相比，LPS+GSH 組細(xì)胞中內(nèi)脂素、瘦素、脂聯(lián)素、抵抗素mRNA 水平均顯著下降（P＜0.05）。見(jiàn)圖1。

圖1 GSH 干預(yù)對(duì)LPS 誘導(dǎo)的MH7A 成纖維滑膜細(xì)胞中內(nèi)脂素、瘦素、脂聯(lián)素、抵抗素mRNA 表達(dá)的影響

2.2 GSH 干預(yù)對(duì)MH7A 成纖維滑膜細(xì)胞上清內(nèi)脂素蛋白表達(dá)的影響

與LPS 組相比，LPS+GSH 組的細(xì)胞上清內(nèi)脂素蛋白水平顯著降低。見(jiàn)圖2。

圖2 GSH 干預(yù)對(duì)MH7A 成纖維滑膜細(xì)胞上清內(nèi)脂素蛋白表達(dá)水平的影響

2.3 GSH 干預(yù)對(duì)CIA 鼠BMDM 內(nèi)脂素mRNA表達(dá)的影響

GSH 干預(yù)對(duì)CIA 鼠BMDM 內(nèi)脂素mRNA 表達(dá)的影響見(jiàn)表1。

表1 CIA+GSH vs CIA+PBS 差異基因

3 討論

在過(guò)去的幾年中，有研究表明代謝因素特別是脂肪組織和脂肪細(xì)胞產(chǎn)生的大量脂肪因子，參與了RA的炎癥過(guò)程。脂肪因子相互作用，部分相互誘導(dǎo)，形成脂肪因子網(wǎng)絡(luò)，對(duì)滑膜炎癥以及軟骨、骨侵蝕起到一定的促進(jìn)作用[8]。本研究發(fā)現(xiàn)，相比于正常對(duì)照組，LPS 刺激MH7A 細(xì)胞后多種脂肪因子表達(dá)升高，如內(nèi)脂素、瘦素、脂聯(lián)素、抵抗素，這與既往的研究結(jié)果相一致。給予GSH 干預(yù)后可顯著下調(diào)脂肪因子的表達(dá)。GSH 能夠改變脂肪因子表達(dá)的原因可能是基于其生物學(xué)特性。GSH 是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成的一種三肽，含有巰基（-SH），它是甘油醛磷酸脫氫酶的輔基，又是乙二醛酶及丙糖脫氫酶的輔酶，參與體內(nèi)三羧酸循環(huán)及糖代謝。GSH 廣泛分布于機(jī)體各器官內(nèi)，它是多種酶的輔酶，能激活多種酶，影響糖、脂肪、蛋白質(zhì)的代謝，為維持細(xì)胞的生理功能提供能量[9]。本研究中我們進(jìn)一步研究了GSH 干預(yù)對(duì)內(nèi)脂素表達(dá)的影響。內(nèi)脂素是一種新型的脂肪因子，是炎癥和代謝過(guò)程的關(guān)鍵調(diào)控因子[4]。它又被稱(chēng)為NAMPT，是細(xì)胞質(zhì)中NAD+ 前體的催化物，也是哺乳動(dòng)物特異性NAD+ 挽救途徑中的限速酶。內(nèi)脂素的催化活性促使煙酰胺（NA）在細(xì)胞質(zhì)中合成煙酰胺單核苷酸（NMN）。NMN 隨后被轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體，通過(guò)NMN 腺苷轉(zhuǎn)移酶（NMA）轉(zhuǎn)化為NAD+。NAD+及其磷酸化形式NADP 被認(rèn)為是其作為普遍信號(hào)傳導(dǎo)和能量分子的生命必需品。內(nèi)脂素對(duì)NAD+ 的調(diào)控意味著任何NAD+ 依賴(lài)的基本過(guò)程，如細(xì)胞氧化還原電位、氧化應(yīng)激、聚合酶、環(huán)化酶和蛋白表達(dá)、細(xì)胞黏附或衰老都可以通過(guò)內(nèi)脂素調(diào)控。

有一項(xiàng)薈萃分析研究[10]和幾項(xiàng)獨(dú)立研究[11-18]表明RA 患者血清以及外周血中單個(gè)核細(xì)胞可表達(dá)更高的內(nèi)脂素，內(nèi)脂素基礎(chǔ)水平與抗環(huán)瓜氨酸肽抗體和RA 放射學(xué)進(jìn)展呈正相關(guān)。此外，在初治RA 患者中還觀察到血清內(nèi)脂素水平與疾病活動(dòng)性相關(guān)。有學(xué)者在RA 動(dòng)物模型中研究了內(nèi)脂素抑制劑FK866 的作用，發(fā)現(xiàn)通過(guò)藥理抑制消耗內(nèi)脂素可以降低RA 的嚴(yán)重程度和炎癥因子的分泌[19]。本研究中我們發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，LPS 組的MH7A 細(xì)胞中內(nèi)脂素mRNA 水平以及細(xì)胞上清內(nèi)脂素蛋白水平均升高，而通過(guò)GSH干預(yù)可明顯下調(diào)細(xì)胞中內(nèi)脂素mRNA 以及細(xì)胞上清的內(nèi)脂素蛋白水平。NAD（P）+/NAD（P）H 和GSH/GSSG 是人體重要氧化還原對(duì)，炎癥激活期間產(chǎn)生的ROS 可誘導(dǎo)細(xì)胞中的DNA 損傷，導(dǎo)致NAD+ 池的消耗，NAD+ 維持糖酵解通量和炎癥功能需要通過(guò)激活NAMPT 進(jìn)行補(bǔ)救[20]。而我們給予GSH 干預(yù)，提高了細(xì)胞的抗氧化能力，降低了ROS 水平，從而下調(diào)了NAMPT 的表達(dá)。我們?cè)贑IA 大鼠模型中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也驗(yàn)證了經(jīng)GSH 干預(yù)，巨噬細(xì)胞中的內(nèi)脂素明顯下降。結(jié)合我們此前的研究結(jié)果——GSH 可下調(diào)MH7A細(xì)胞中白細(xì)胞介素-6（IL-6）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、基質(zhì)金屬蛋白酶-3（MMMP-3）等的表達(dá)，我們推測(cè)GSH 可能部分通過(guò)降低內(nèi)脂素的表達(dá)從而調(diào)控炎癥。但其機(jī)制需要進(jìn)一步研究，深入探討GSH參與RA 發(fā)生的詳細(xì)機(jī)制，有望為新型靶點(diǎn)藥物的研發(fā)提供新視角。