楊小淮 周 誠(chéng) 潘治宇 楊麗娟 李正紅
(蚌埠醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室,安徽 蚌埠 233030)
?
內(nèi)嗎啡肽-1對(duì)高糖環(huán)境下樹(shù)突細(xì)胞免疫功能的影響
楊小淮1周誠(chéng)潘治宇楊麗娟李正紅
(蚌埠醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室,安徽蚌埠233030)
目的觀察內(nèi)嗎啡肽(EM)-1對(duì)高糖環(huán)境下樹(shù)突細(xì)胞(DC)免疫功能的影響。方法從正常人外周血中提取和分離單個(gè)核細(xì)胞,誘導(dǎo)成為未成熟DC;使用高濃度葡萄糖作為刺激因素,不同濃度的EM-1作為干預(yù)因素;分別設(shè)高糖組(HG組)、高糖加10-6mmol/L EM-1組(A組)、高糖加10-8mmol/L EM-1組(B組)、高糖加10-10mmol/L EM-1組(C組)。流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)DC表型變化;酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測(cè)DC分泌的細(xì)胞因子的變化;DC與自體淋巴細(xì)胞共培養(yǎng),羧基熒光素二醋酸鹽琥珀酰亞胺酯(CFSE)法檢測(cè)T淋巴細(xì)胞的增殖能力。結(jié)果與HG組比較,A組CD83、CD86、趨化因子受體(CCR)7和CD36表達(dá)均上調(diào),B組和C組CD86、CCR7和CD36表達(dá)上調(diào);與HG組比較,A組、B組和C組白細(xì)胞介素(IL)-12和IL-10的分泌均減少,T淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)均降低,以A組作用明顯。結(jié)論EM-1上調(diào)高糖環(huán)境下DC表面分子CD83、CD86、CCR7和CD36表達(dá),抑制DC分泌炎性細(xì)胞因子IL-12和IL-10,抑制DC的T淋巴細(xì)胞增殖能力。
樹(shù)突細(xì)胞;高糖;內(nèi)嗎啡肽-1;動(dòng)脈粥樣硬化
動(dòng)脈粥樣硬化(AS)是一種慢性炎癥和自身免疫性疾病,免疫和炎癥是致其發(fā)病和發(fā)展的關(guān)鍵〔1,2〕。AS是糖尿病(DM)最常見(jiàn)的并發(fā)癥之一,其發(fā)生的機(jī)制尚未完全清楚,而高血糖作為DM患者體內(nèi)最具有特征性的改變,在DM血管并發(fā)癥中起著始動(dòng)和關(guān)鍵作用,被認(rèn)為是AS的獨(dú)立危險(xiǎn)因素〔3,4〕。樹(shù)突細(xì)胞(DC)是目前已知功能最強(qiáng)的專職抗原遞呈細(xì)胞,最大特點(diǎn)是能刺激初始型T淋巴細(xì)胞活化和增殖,而其他的抗原遞呈細(xì)胞,如巨噬細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞僅能刺激已活化的T淋巴細(xì)胞或記憶T淋巴細(xì)胞,因此DC是特異性免疫應(yīng)答的始動(dòng)者,其激活T淋巴細(xì)胞能力也是巨噬細(xì)胞1 000倍。研究表明,DC參與了AS發(fā)生發(fā)展的全過(guò)程,在激活和放大AS的炎癥免疫反應(yīng)中起重要的調(diào)控作用〔1〕。高糖可以促進(jìn)DC成熟和激活T淋巴細(xì)胞的能力,并通過(guò)自身釋放一些炎癥因子,加速和放大炎癥免疫反應(yīng)〔5〕。內(nèi)嗎啡肽(EM)-1是1997年新發(fā)現(xiàn)的內(nèi)源性阿片肽,被認(rèn)為是Mu阿片受體(MOR)的內(nèi)源性配體〔6〕,具有廣泛的生物學(xué)作用,如鎮(zhèn)痛、心血管效應(yīng)和免疫應(yīng)答等。最新研究發(fā)現(xiàn)EM-1能抑制巨噬細(xì)胞吞噬脂質(zhì),下調(diào)單核-巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞表面CD36的表達(dá),影響腫瘤壞死因子(TNF)-α 和干擾素(IFN)-γ的釋放,而影響動(dòng)脈斑塊的形成,可能具有抗炎、抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用〔7〕。那么EM是否能通過(guò)影響DC的分化成熟和免疫功能,而參與AS的形成和發(fā)展,目前尚未見(jiàn)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察EM-1對(duì)高糖環(huán)境下人DC的成熟和免疫功能的影響,以探討EM可能對(duì)AS發(fā)生發(fā)展的影響。
1.1藥品與試劑淋巴細(xì)胞分離液(天津TBD生物技術(shù)公司);無(wú)糖型RPMI1640溶液(杭州吉諾公司);EM-1和D-葡萄糖(SIGMA公司);抗體:CD83-FITC和CD86-PE(Invitrogen公司),CD36-FITC、HLA DR-PERCP和CD11c-APC(eBioscience公司),CD3-APC(天津協(xié)科生物公司);人白細(xì)胞介素(rhIL)-10 和rhIL-12酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)試劑盒(R&D公司)。
1.2標(biāo)本來(lái)源用于DC培養(yǎng)的健康人外周血取自本院學(xué)生志愿者,年齡18~22(平均20)歲。均排除心臟病或DM史。
1.3DC的誘導(dǎo)培養(yǎng)Ficoll 密度梯度離心法分離正常人外周血得到外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC),用RPMI1640洗滌2 次,用RPMI1640 完全培養(yǎng)基(含10%滅活新生牛血清)調(diào)節(jié)PBMC 密度至1×107cell/ml,加入6孔板中,放置37℃、5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)4 h,洗去非貼壁細(xì)胞即淋巴細(xì)胞,凍存淋巴細(xì)胞。貼壁細(xì)胞用含人粒-單集落刺激因子(rhGM-CSF)、rhIL-4的無(wú)糖RPMI1640 完全培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng);每隔2 d半量換液,補(bǔ)充等量細(xì)胞因子;第7天收獲未成熟DC(imDC)。
1.4高糖環(huán)境下DC的分組誘導(dǎo)培養(yǎng)用無(wú)糖RPMI1640完全培養(yǎng)基定濃收集的imDC,按照每孔1×106cell/ml的濃度種進(jìn)24孔板,每孔加入相同濃度的D-葡萄糖(終濃度為25 mmol/L)和不同濃度的EM-1(HG組、A組、B組、C組的EM-1濃度分別為0、10-6、10-8、10-10mmol/L),放置CO2培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)2 d。分別收集上清液500 μl,凍存。
1.5鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)和流式檢測(cè)DC表面分子在鏡下觀察各組細(xì)胞后,分別收集各組細(xì)胞,離心定容后移至流式上樣管,并用CD83-FITC、CD86-PE、CD36-FITC和CCR7-PE熒光標(biāo)記抗體染色,混勻后避光室溫染色30 min,經(jīng)磷酸鹽緩沖液(PBS)洗滌2次,2%含多聚甲醛(PFA)200 μl重懸后上流式細(xì)胞儀檢測(cè),并用Cellquest軟件和Flow Jo軟件分析。
1.6檢測(cè)T淋巴細(xì)胞增殖復(fù)蘇凍存的同體淋巴細(xì)胞,用無(wú)糖不完全RPMI1640重懸細(xì)胞并調(diào)節(jié)濃度為106個(gè)/ml。加入羧基熒光素二蠟酸鹽琥珀酰亞胺脂(CFSE)貯存液(終濃度為1 μmol/L),置37℃水浴箱染色15 min,用無(wú)糖完全RPMI1640培養(yǎng)液洗滌3次。取出少部分CFSE染色后的淋巴細(xì)胞標(biāo)記的抗CD3-APC抗體作為原代細(xì)胞,置于4℃冰箱內(nèi)避光保存?zhèn)溆?。收集各組DC細(xì)胞,用PBS洗滌3次,洗凈高糖和EM-1。每組按照5 000個(gè)DC和106個(gè)標(biāo)記CFSE的淋巴細(xì)胞混合加入96孔板中,放置CO2培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)3 d。分別吸出各組全部細(xì)胞,用PBS洗滌3次后,移至流式上樣管,并用抗CD3-APC抗體染色,混勻后避光室溫染色30 min,經(jīng)PBS洗滌2次,2% PFA 200 μl重懸后上流式細(xì)胞儀檢測(cè),用Flow Jo軟件分析得出各組的DC刺激T淋巴細(xì)胞的增殖指數(shù)(PI)。
1.7ELISA法檢測(cè)DC分泌細(xì)胞因子IL-10和IL-12的含量解凍各組DC上清液,離心10 min除去顆粒和聚合物,按照ELISA試劑盒中說(shuō)明書(shū)的步驟測(cè)定。繪制擬合曲線,R2>0.99,保證了由該曲線及其方程求出的樣本濃度具有很強(qiáng)的可信性。
1.8統(tǒng)計(jì)學(xué)分析應(yīng)用SPSS17.0軟件進(jìn)行單因素方差分析、q檢驗(yàn)。
2.1高糖環(huán)境下EM-1對(duì)DC形態(tài)學(xué)的影響在葡萄糖濃度為25 mmol/ml環(huán)境下,第9天DC的形態(tài)并沒(méi)因EM-1的干預(yù)發(fā)生明顯改變。見(jiàn)圖 1。
2.2高糖環(huán)境下EM-1誘導(dǎo)DC表型的變化見(jiàn)表1。與HG組相比,A組CD83、CD86、CCR7和CD36表達(dá)均上調(diào),B組和C組CD86、CCR7和CD36表達(dá)上調(diào)。
圖1 高糖環(huán)境下不同濃度EM-1誘導(dǎo)DC的形態(tài)學(xué)變化(×200)
組別CD83CD86CCR7CD36HG組29.56±1.5349.15±2.9528.40±1.2528.25±2.19A組33.78±2.851)58.21±1.272)43.36±3.932)42.02±1.8320)B組29.53±0.993)56.12±0.692)37.24±1.712)3)34.72±1.212)4)C組31.51±3.0255.21±1.692)32.61±1.511)4)5)30.81±1.064)5)F/P值4.0/<0.0522.18/<0.0137.08/<0.0167.13/<0.01
與HG組比較:1)P<0.05,2)P<0.01;與A組比較:3)P<0.05,4)P<0.01;與B組比較:5)P<0.01
2.3高糖環(huán)境下EM-1誘導(dǎo)DC與淋巴細(xì)胞共培養(yǎng)后的T淋巴細(xì)胞增殖情況變化HG組PI值最高(2.13±0.02),明顯高于原代(1.21±0.01),說(shuō)明高糖作用下的DC能促進(jìn)T淋巴細(xì)胞增殖;3組不同濃度的EM-1干預(yù)后的T淋巴細(xì)胞的增殖指數(shù)分別是A組(1.56±0.04)、B組(1.98±0.03)、C組(1.96±0.03),均顯著低于HG組(P<0.01),高濃度A組EM-1作用顯著高于B組和C組(P<0.01)。
2.4高糖環(huán)境下EM-1誘導(dǎo)DC分泌IL-10和IL-12的變化EM-1能顯著抑制高糖環(huán)境下DC炎性因子IL-12和IL-10的分泌。見(jiàn)表2。
表2 高糖環(huán)境下EM-1誘導(dǎo)DC分泌的IL-10和IL-12含量
與HG組比較:1)P<0.01;與A組比較:2)P<0.05,3)P<0.01;與B組比較:4)P<0.01
2型糖尿病(T2DM)致死致殘的重要原因之一就是AS〔8〕,AS是一種與脂質(zhì)在動(dòng)脈壁聚集相關(guān)和各種炎性細(xì)胞參與的慢性炎癥過(guò)程,其基本病變是動(dòng)脈內(nèi)膜的脂質(zhì)沉積、內(nèi)膜灶狀纖維化、粥樣斑塊形成。文獻(xiàn)〔9〕報(bào)道DC在人AS病變中的數(shù)量明顯增加,而且在炎性浸潤(rùn)區(qū)域聚集。其中一部分DC吞噬脂質(zhì)形成泡沫細(xì)胞;另一部分DC以成熟形式為主,呈遞抗原激活和促進(jìn)T淋巴細(xì)胞的增殖,并與巨噬細(xì)胞和活化的T淋巴細(xì)胞聚集一起形成斑塊,在不穩(wěn)定斑塊中DC數(shù)量更是增多明顯,并參與斑塊破裂的發(fā)生。
CD36是清道夫受體B家族的一員,主要分布于血管內(nèi)皮細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、DC、血小板和脂肪細(xì)胞等。CD36與氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)識(shí)別、攝取和泡沫細(xì)胞的形成及血管病損處炎癥反應(yīng)關(guān)系密切,是AS發(fā)生發(fā)展過(guò)程中非要重要的受體〔10,11〕。EMs是生物體內(nèi)產(chǎn)生天然的具有阿片樣活性的物質(zhì),文獻(xiàn)〔12,13〕報(bào)道EMs能通過(guò)與免疫細(xì)胞表面的MOR結(jié)合,影響一些炎性細(xì)胞的免疫功能,達(dá)到抑制炎癥的作用。EMs還可以保護(hù)高糖對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的損害〔14〕,通過(guò)抑制巨噬細(xì)胞源泡沫細(xì)胞其表面分子CD36的表達(dá)和TNF-α與IFN-γ的釋放,影響動(dòng)脈斑塊的形成〔7〕。
已有文獻(xiàn)〔5〕報(bào)道,高糖可以促進(jìn)DC成熟、上調(diào)CD86等表型的表達(dá)和加強(qiáng)DC激活T淋巴細(xì)胞的能力,并通過(guò)自身釋放一些炎癥因子,加速和放大炎癥免疫反應(yīng),從而促進(jìn)AS的形成。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示EM-1可能進(jìn)一步活化DC,促進(jìn)其趨向成熟、加速其遷移活動(dòng),增強(qiáng)DC的炎癥免疫反應(yīng);EM-1加強(qiáng)DC吞噬脂質(zhì)能力,參與AS的形成;EM-1抑制DC釋放炎性因子IL-10和IL-12,并抑制T淋巴細(xì)胞的增殖,可能具有抗炎和抑制動(dòng)脈斑塊形成的作用。EM-1對(duì)DC免疫功能影響的復(fù)雜性,有待進(jìn)一步研究。
1Chistiakov DA,Orekhov AN,Sobenin IA,etal.Plasmacytoid dendritic cells:development,functions,and role in atherosclerotic inflammation 〔J〕.Front Physiol,2014;25(5):279.
2Randolph GJ.Mechanisms that regulate macrophage burden in atherosclerosis〔J〕.Circ Res,2014;114(11):1757-71.
3楊輝,馮躍明.2型糖尿病患者發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化的相關(guān)危險(xiǎn)因素〔J〕.中國(guó)老年學(xué)雜志,2013;33(8):1751-2.
4Ulutas KT,Dokuvucu R,Sefil F,etal.Evaluation of mean platelet volume in patients with type 2 diabetes mellitus and blood glucose regulation:a marker for atherosclerosis〔J〕?Int J Clin Exp Med,2014;7(4):955-61.
5姚康,葛均波,孫愛(ài)軍,等.高糖對(duì)人單核細(xì)胞源樹(shù)突狀細(xì)胞分化成熟和免疫功能的影響及其機(jī)制研究〔J〕.中華心血管病雜志,2006;34(1):60-4.
6Zadina JE,Hackler L,Ge LJ,etal.A potent and selective endogenous agonist for the mu-opiate receptor 〔J〕.Nature,1997;386(6624):499-502.
7Chiurchiu V,Izzi V,D′Aguilio F,etal.Endomorphin-1 prevents lipid accumulation via CD36 down-regulation and modulates cytokines release from human lipid-laden macrophages〔J〕.Peptides,2011;32(1):80-5.
8胥利,趙慶華,周波,等.老年2型糖尿病與動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)性研究〔J〕.中國(guó)老年學(xué)雜志,2012;32(7):1479-80.
9Bobryshev YV,Lord RS.Co-accumulation of dendritic cells and natural killer T cells within rupture-prone regions in human atherosclerotic plaques〔J〕.J Histochem Cytochem,2005;53(6):781-5.
10Chavez-Sanchez L,Garza-Reves MG,Espinosa-Luna JE,etal.The role of TLR2,TLR4 and CD36 in macrophage activation and foam cell formation in response to oxLDL in humans〔J〕.Hum Immunol,2014;75(4):322-9.
11Kuchibhotla S,Vanegas D,Kennedy DJ,etal.Absence of CD36 protects against atherosclerosis in ApoE knock-out mice with no additional protection provided by absence of scavenger receptor A Ⅰ/Ⅱ 〔J〕.Cardiovasc Res,2008;78(1):185-96.
12Azuma Y,Ohura K,Wang PL,etal.Endomorphins delay constitutive apoptosis and alter the innate host defense functions of neutrophils 〔J〕.Immunol Lett,2002;81(1):31-40.
13Izzi V,Chiurchiu V,Aquilio FD,etal.Endomorphin-1 inhibits the activation and the development of a hyporesponsive-like phenotype in lipopolysaccharide-stimulated THP-1 monocytes 〔J〕.Int J Immunopathol Pharmacol,2008;21(4):833-43.
14Liu J,Wei S,Tian L,etal.Effects of endomorphins on human umbilical vein endothelial cells under high glucose〔J〕.Peptides,2011;32(1):86-92.
〔2015-07-25修回〕
(編輯馮超/王一涵)
10.3969/j.issn.1005-9202.2016.14.009
安徽省教育廳自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(KJ2011A202);蚌埠醫(yī)學(xué)院科技發(fā)展基金重點(diǎn)項(xiàng)目(Bykf13A10)
李正紅(1970-),女,教授,博士,碩士生導(dǎo)師,主要從事免疫性疾病研究。
楊小淮(1973-),男,碩士,副主任醫(yī)師,主要從事慢性炎癥研究。
R587.1
A
1005-9202(2016)14-3370-03;
1蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院泌尿外科