張 磊 (山東省煙臺市牟平區(qū)畜牧獸醫(yī)工作站 264100)
邱少紅 (山東省煙臺市牟平區(qū)武寧畜牧獸醫(yī)工作站)
半胱胺對免疫的調節(jié)作用主要表現(xiàn)在對炎癥反應的調節(jié)和對細胞免疫的調節(jié)兩個方面。調節(jié)途徑主要包括半胱胺自身的還原性巰基、耗竭生長抑素及限制谷胱甘肽的合成等。
半胱胺(Cysteamine,CS),又稱β-巰基乙胺,分子式為HSCH2CH2NH2,作為一種新型的非激素生理調節(jié)劑,對體內消化、代謝、激素分泌[1]有重要的調節(jié)作用。半胱胺對免疫系統(tǒng)也有重要影響主要包括抗炎和促進細胞免疫兩個方面。
炎癥是粒性細胞在受傷或感染部位粘附、聚集的過程。這是一個由很多特殊因子如前炎癥因子、前列腺素、活學增活素、P物質等調控的復雜過程。前炎癥因子和活學增活素激活炎癥細胞和相關酶如一氧化氮合酶、二氫尿嘧啶脫氫酶(NADH)的活性,產(chǎn)生大量的活性氮(RNS)和活性氧族(ROS),破壞細胞結構,包括細胞膜及細胞內蛋白質、谷胱甘肽、線粒體、DNA等,使細胞壞死、凋亡,進而清除那些被感染的細胞[2]。當炎癥反應只限于局部時,具有保護機體免受損傷和感染的作用。但是,炎癥反應過度發(fā)生或持續(xù)時間過長,會對機體正常組織造成損傷甚至引發(fā)多種疾病。因此,控制炎癥反應的適度發(fā)生對機體恢復至關重要。
Gyires[3]的試驗表明半胱胺可以抑制角叉藻聚糖引起的炎癥反應,并得出此作用是半胱胺巰基(SH-)的作用。Kourounakis[4]等證明半胱胺與4種非甾體抗炎藥(雙氯芬酸、托滅酸、布洛芬、吲哚美辛)的化合物具有很強的抗炎抗氧化活性,能夠顯著減少使用非甾體抗炎藥時體內產(chǎn)生的酸性物質,抑制胃腸潰瘍和炎癥反應,起到抗炎和細胞保護的作用,這在臨床上具有重要意義。但半胱胺的抗炎作用很復雜。OMAR[5]等試驗證明半胱胺的抗炎作用有劑量依賴性,對不同致炎因素引起的炎癥,其抗炎效果也不相同。皮下注射低劑量(12.5、25、50、100mg/kg)半胱胺,可長期緩解角叉藻聚糖引起的炎癥反應,抑制效果隨劑量的增加逐漸減弱(52.3、40、40.7、26.3%)。高劑量(300mg/kg)半胱胺的抗炎效果較差(16.2%)。提前4h注射高劑量半胱胺對角叉藻聚糖和福爾馬林引起的炎癥反應沒有影響,但對組織胺引發(fā)的炎癥有抵抗作用。局部注射半胱胺有輕微的促炎作用。
半胱胺對炎癥的調節(jié)機制主要有以下幾個方面:其一、半胱胺的還原性巰基能有效的清除自由基如羥自由基和氧自由基,使DNA免受自由基攻擊,并通過化學調節(jié)或化學修復保護、修復DNA,對組織、細胞起到保護的作用[6]。其二、半胱胺是合成谷胱甘肽的限制性底物,后者通過調節(jié)細胞周期、穩(wěn)定細胞內環(huán)境保護細胞免受ROS的損傷,減少細胞內谷胱甘肽濃度引起慢性炎癥反應[7]。Pena[8]等證明谷胱甘肽的濃度與炎癥因子IL-1β、IL-8、IL-6和TNF-α的濃度呈負相關。其三、半胱胺是生長抑素的耗竭劑,試驗表明,生長抑素是重要的抗炎肽,它抑制外周血白細胞體積及濃度,降低炎癥因子(IL-1、TNF-α)和神經(jīng)肽(SP、CRH)含量,300 mg/kg半胱胺降低組織生長抑素含量,削弱生長抑素的抗炎作用,因此,高濃度的半胱胺在一定程度上促進炎癥的發(fā)生[9]。
研究表明,半胱胺對細胞免疫具有促進作用。Tapank等發(fā)現(xiàn)在日糧中添加30、45mg/kg半胱胺可顯著提高小鼠腹腔巨噬細胞吞噬指數(shù)、血清溶血素水平和脾臟淋巴細胞轉化率[10]。沈贊明等證明口服半胱胺提高泌乳20-42周奶牛淋巴細胞轉化率和淋巴因子IL-2濃度[11];每日從瘤胃 瘺管灌注包被的半胱胺CT2000(50mg/kgBW·d)能顯著提高山羊外周血淋巴細胞轉化率,降低血清考的松水平[12]??诜腚装愤€改善手術創(chuàng)傷后的免疫抑制,緩解術后淋巴細胞刺激指數(shù)下降[13]。半胱胺對細胞免疫的調節(jié)也具有劑量依賴性。Bryant[14]等報道,給小鼠連續(xù)灌服低劑量半胱胺(12.5 mg/kg BW·d)3d后,其淋巴細胞轉化功能得到顯著提高;高劑量半胱胺(300~400mg/kg BW·d)處理小鼠時,其淋巴細胞轉化功能顯著降低。
半胱胺影響細胞免疫功能的作用機制:(1)半胱胺的直接作用。王建峰實驗發(fā)現(xiàn)衰老小鼠免疫能力提高的變化趨勢與小鼠機體抗氧化能力升高的趨勢相似,表明半胱胺可通過提高機體的抗氧化能力來提高小鼠的免疫能力[15]。同時,Sherilyn D等用半胱胺處理體外培養(yǎng)的外周血T淋巴細胞,發(fā)現(xiàn)半胱胺對淋巴細胞的調節(jié)有劑量依賴性,高濃度(400μM)半胱胺抑制T淋巴細胞活性,降低細胞內IL-2mRNA表達和IL-2的分泌[16]。(2)生長抑素具有廣泛的免疫抑制作用,半胱胺通過直接耗竭生長抑素,提高生長激素和IGF-1水平,后者直接刺激淋巴因子的釋放。有研究證實,半胱胺可提高雞十二指腸和空腸中iIEL和slgA陽性細胞數(shù)量,而對回腸中slgA陽性細胞影響較小,這恰好與SS細胞的分布規(guī)律是相符的[17]。(3)半胱胺是合成谷胱甘肽的限制性底物。Peterson[18]證明GSH能增加IL-12的濃度,促使Th細胞向Th1細胞分化,提高細胞免疫功能。Kinscherf[19]等發(fā)現(xiàn)當谷胱甘肽濃度小于30nmol/mg時,CD4+和CD8+數(shù)量隨谷胱甘肽濃度的增加而增加,當濃度大于30nmol/mg時,趨勢相反,說明淋巴細胞數(shù)量與谷胱甘肽濃度呈劑量相關性。同時,他們也發(fā)現(xiàn)劇烈運動4周后,細胞內谷胱甘肽的濃度減少的同時,CD4+T細胞數(shù)量下降了30%,補充n-乙酰-1-半胱胺酸(NAC)可得到有效緩解。因此,免疫細胞功能與細胞內巰基化合物(GSH、半胱胺)濃度有密切的聯(lián)系。另外,谷胱甘肽的抗氧化作用是細胞內最重要的保護機制,也是免疫細胞免疫應答的關鍵因子。Staal[20]等發(fā)現(xiàn)艾滋病患者血漿和細胞內GSH濃度降低。
總之,半胱胺對機體的炎癥反應和細胞免疫具有重要的調節(jié)作用,調節(jié)途徑包括半胱胺的直接作用、耗竭生長抑素、合成谷胱甘肽等。
[1]朱建津, 樂國偉, 施用暉.半胱胺的生物學作用及應用[J].中國飼料, 2005, 24:22-23
[2]Stress as a neuroinflammatory condition in brain: Damaging and protective mechanisms Borja Garc?′a-Bueno 1, Javier R.Caso 2, Juan C.Leza *Neuroscience and Biobehavioral Reviews 32(2008)1136–1151.
[3]Gyires K.Are all "cytoprotective" drugs gastroprotective[J].Acta Physiol Hung, 1992, 80(1-4): 247-55;
[4]Kourounakis PN, Tsiakitzis K, Kourounakis AP,et al.Reduction of gastrointestinal toxicity of NSAIDs via molecular modifications leading to antioxidant anti-inflammatory drugs[J].Toxicology.2000, 144(1-3): 205-10.
[5 ]Omar M.E,Abedl Salam.Modulation of inflammxtory paw oedema by cysteamine in the rat[J].Pharmacological Research, 2002, 45(4):275-284;
[6]朱建津, 樂國偉, 施用暉.半胱胺的生物學作用及應用[J].中國飼料.2005,24: 22-23.
[7]Santangelo F.Intracellular thiol concentration modulating inflammatory response: influence on the regulation of cell functions through cysteine prodrug approach[J].Curr Med Chem.2003 Dec; 10(23): 2599-610.
[8]Pena LR, Hill DB, McClain CJ.Treatment with glutathione precursor decreases cytokine activity[J].JPEN J Parenter Enterol Nutr, 1999, 23: 1–6.
[9]OMAR M.E.ABDEL SALAM.MODULATION OF INFLAMMATORY PAWOEDEMA BY CYSTEAMINE IN THE RAT[J].Pharmacological Research, Vol.45, No.4, 2002.
[10]Tapank, Basu.Atiolidants in human health an disease[J].CABI Publish, 1999,(12): 114-118.
[11]沈贊明, 張榮飛, 解紅梅等.半胱胺鹽酸鹽對泌乳20-42周奶牛產(chǎn)奶性能和部分免疫指標的影響[J].畜牧獸醫(yī)學報, 2005 ,36 (7): 667-673.
[12]沈贊明, 解紅梅.半胱胺鹽酸鹽和蛋氨酸賴氨酸對山羊細胞兔疫的影響[J].中國獸醫(yī)科技, 2004,11(34): 27-33.
[13]沈贊明, 解紅梅.半胱胺鹽酸鹽減緩山羊手術后細胞免疫抑制效應的實驗研究[J].實驗動物學報, 2004, 37(6): 501-506.
[14]Bryant HU, Holaday JW, Bernton EW.Cysteamine produces doserelated bidirectional immunomodulatory effects in mice[J].J Pharmacol Exp Ther, 1989, 249(2): 424-9.
[15]王建峰.高能日糧條件下半胱胺對大鼠抗氧化功能的影響[J].中國飼料, 2005,6z; 10-12.
[16]Transcription factors as targets for oxidative signalling during lymphocyte activationSherilyn D.Goldstone, Jean-Charles Fragonas, Thomas M.Jeitner, Nicholas H.Hunt *Biochimica et Biophysica Acta 1263 (1995): 114-122.
[17]Q.Yang,G.Lian, X.Gong.Enhancement of mucosal immune responses in chickens by oral administration of cysteamine[J].Poultry Science, 2007, 86:1323–1328;
[18]Peterson JD, Herzenberg LA, Vasquez K, et al.Glutathione levels in antigen-presenting cells modulate Th1 versus Th2 response patterns[J].Proc Natl Acad Sci USA, 1998, 95: 3071–6.
[19]Kinscherf R, Fischbach T, Mihm S,et al.Effect of glutathione depletion and oral N-acetylcysteine treatment on CD41 and CD81 cells[J].FASEB J, 1994, 8: 448–51.
[20]Staal FJT, Ela SW, Roederer M, et al.Glutathione deficiency in human immunodeficiency virus infection[J].Lancet, 1992, 339: 909–12.