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膽固醇性肺炎中TLR4、MyD88和NF-κB p65的表達(dá)及意義

2017-08-07 08:25:01康麗菲邸紅芹朱桂云安曉穎楊永輝
關(guān)鍵詞:性肺炎肺泡泡沫

康麗菲,邸紅芹,朱桂云,安曉穎,陳 寧,楊永輝*

(1.河北省胸科醫(yī)院病理科,河北 石家莊 050041;2.河北省胸科醫(yī)院檢驗(yàn)科,河北 石家莊 050041)

·論 著·

膽固醇性肺炎中TLR4、MyD88和NF-κB p65的表達(dá)及意義

康麗菲1,邸紅芹2,朱桂云1,安曉穎1,陳 寧1,楊永輝1*

(1.河北省胸科醫(yī)院病理科,河北 石家莊 050041;2.河北省胸科醫(yī)院檢驗(yàn)科,河北 石家莊 050041)

目的檢測(cè)Toll樣受體4(Toll like receptor 4,TLR4)、髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88,MyD88)和核因子-κB p65(nuclearfactor-kappaB p65,NF-κB p65)在膽固醇性肺炎泡沫細(xì)胞中的表達(dá)水平,探討三者在膽固醇性肺炎發(fā)生中的作用、相互關(guān)系及臨床意義。方法選擇手術(shù)切除標(biāo)本經(jīng)病理證實(shí)為膽固醇性肺炎45例,普通型肺炎(對(duì)照組)25例,采用免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)2組TLR4、MyD88和NF-κB p65的表達(dá)水平。結(jié)果膽固醇肺炎泡沫細(xì)胞中TLR4蛋白陽(yáng)性表達(dá)率、MyD88蛋白和NF-κB p65蛋白強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá)率明顯高于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。TLR4陽(yáng)性表達(dá)率、MyD88和NF-κB強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá)率均與性別不相關(guān)(P>0.05)。年齡<50歲者膽固醇肺炎泡沫細(xì)胞中TLR4陽(yáng)性表達(dá)率、MyD88和NF-κB p65強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá)率均明顯高于年齡≥50歲者,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。TLR4與MyD88、TLR4與NF-κB p65、NF-κB p65與MyD88在膽固醇性肺炎的表達(dá)中均呈明顯正相關(guān)(r=0.476、0.523、0.491,P<0.05)。結(jié)論TLR4、MyD88和NF-κB p65的陽(yáng)性表達(dá)可能與膽固醇性肺炎的發(fā)生發(fā)展有關(guān),三者可能在膽固醇性肺炎的發(fā)病中起協(xié)同作用。隨著年齡增長(zhǎng),三者表達(dá)的陽(yáng)性率均降低。

膽固醇性肺炎;Toll樣受體4;髓樣分化因子88;NF-κB

膽固醇性肺炎是一種罕見(jiàn)的肺炎,即內(nèi)源性脂質(zhì)性肺炎[1]。根據(jù)肺內(nèi)脂類物質(zhì)來(lái)源不同分為外源性脂質(zhì)性肺炎和內(nèi)源性脂質(zhì)性肺炎[2]。外源性脂質(zhì)性肺炎可能與吸入動(dòng)植物性或礦物油脂有關(guān)[3]。膽固醇性肺炎由于阻塞或其他原因,肺內(nèi)脂類積聚或脂類代謝紊亂,光鏡下典型表現(xiàn)為肺泡內(nèi)及肺泡間隔出現(xiàn)大量泡沫細(xì)胞。臨床可以無(wú)癥狀或胸痛、咳嗽、咳痰、咳血等。CT檢查可能出現(xiàn)條索影或腫塊影,與腫瘤很難鑒別。Toll樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)是Ⅰ型跨膜蛋白,主要分布在淋巴組織和防御功能細(xì)胞中,調(diào)節(jié)體內(nèi)炎癥反應(yīng),在天然免疫中起極其重要的作用。有研究表明TLR4參與動(dòng)脈粥樣硬化泡沫細(xì)胞形成[4]。髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88,MyD88)是一種含有TLR結(jié)構(gòu)域的接頭蛋白,是TLR信號(hào)通路中重要因子,激活下游多種信號(hào)。核因子-κB(nuclearfactor-kappaB,NF-κB)是一個(gè)多向性核轉(zhuǎn)錄因子,將信息從胞漿傳至胞核引起相應(yīng)基因表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)炎癥免疫等。動(dòng)脈粥樣硬化中,TLR4與MyD88結(jié)合,激活下游信號(hào),NF-κB活化發(fā)生核轉(zhuǎn)位,白細(xì)胞介素1( interleukin-1, IL-1)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor -α,TNF-α)等炎癥因子被釋放,誘導(dǎo)吞噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞[5]。此通路是否在膽固醇性肺炎中起作用尚無(wú)研究。本研究應(yīng)用免疫組織化學(xué)方法觀察TLR4、MyD88和NF-κB蛋白在膽固醇性肺炎泡沫細(xì)胞中的表達(dá)情況,探討TLR4/MyD88/NF-κB信號(hào)通路在膽固醇性肺炎發(fā)病機(jī)制中的可能作用及相互關(guān)系,旨在為臨床診療提供一定的理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2003—2017年河北省胸科醫(yī)院病理科經(jīng)手術(shù)切除并經(jīng)病理證實(shí)為膽固醇性肺炎的肺標(biāo)本45例。男性28例,女性17例,年齡6~68歲,中位年齡43歲。另選擇沒(méi)有泡沫細(xì)胞形成的普通型肺炎(對(duì)照組)25例,男性13例,女性12 例,年齡20~60歲,中位年齡45歲。2組性別、年齡差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。

1.2 試劑 TLR4抗體(濃度1∶100)、NF-κB抗體(濃度1∶300 )和MyD88抗體(濃度1∶150)均為鼠抗人單克隆抗體,購(gòu)自英國(guó)Abcam公司。免疫組織化學(xué)兩步法試劑盒PV6002,購(gòu)自北京中杉金橋有限公司。

1.3 免疫組織化學(xué)染色 蠟塊切片4 μm,60 ℃烤片40 min,經(jīng)二甲苯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ浸泡各10 min,梯度酒精脫水,自來(lái)水沖洗,PBS沖洗,乙二胺四乙酸抗原修復(fù)92~95 ℃,15 min,PBS沖洗,3% H2O2室溫浸泡10 min, PBS沖洗。滴加一抗(TLR4,MyD88,NF-κB p65),4 ℃過(guò)夜,陰性對(duì)照用PBS代替一抗。PBS沖洗,滴加二抗,室溫孵育1 h (避光操作)。PBS沖洗。二氨基聯(lián)苯胺顯色。蘇木素復(fù)染,水洗后梯度酒精脫水,二甲苯透明,中性樹(shù)脂封片,顯微鏡下觀察結(jié)果。

1.4 TLR4、MyD88和NF-κB免疫組織化學(xué)判斷標(biāo)準(zhǔn) TLR4和MyD88著色部位均為泡沫細(xì)胞和吞噬細(xì)胞的胞膜和胞質(zhì)中出現(xiàn)棕黃色顆粒, NF-κB在泡沫細(xì)胞和吞噬細(xì)胞的胞質(zhì)及胞核中出現(xiàn)棕黃色顆粒,高倍鏡下(×400)隨機(jī)觀察10個(gè)視野,總計(jì)1 000個(gè)細(xì)胞,染色強(qiáng)度無(wú)著色為0分,淡黃色為1分,黃色為2分,棕黃色為3分。根據(jù)陽(yáng)性細(xì)胞百分比<25%為0分,25%~50%為1分,>50%~75%為2分,>75%為3分。2項(xiàng)再相乘,0~1分為陰性,2~3分為弱陽(yáng)性,≥4分為強(qiáng)陽(yáng)性。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件處理數(shù)據(jù)。計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn);相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 病理組織學(xué)形態(tài)觀察結(jié)果 膽固醇性肺炎的光鏡下表現(xiàn)為肺泡腔內(nèi)出現(xiàn)泡沫細(xì)胞聚集,可見(jiàn)膽固醇裂隙及多核巨細(xì)胞,間質(zhì)內(nèi)可見(jiàn)淋巴細(xì)胞、漿細(xì)胞為主的炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。肺泡上皮轉(zhuǎn)為立方上皮,顯示腺樣肺泡結(jié)構(gòu)。在肺泡間隔內(nèi),出現(xiàn)由淋巴細(xì)胞增生聚集而成的小團(tuán)塊,像花蕾樣突入肺泡道內(nèi),似淋巴濾泡,但無(wú)生發(fā)中心。周圍可見(jiàn)纖維化,膠原形成。見(jiàn)圖1。

2.2 免疫組織化學(xué)染色結(jié)果 TLR4蛋白在炎細(xì)胞、泡沫細(xì)胞及吞噬細(xì)胞的胞漿和胞膜中陽(yáng)性表達(dá),呈棕黃色顆粒。MyD88蛋白在炎細(xì)胞、泡沫細(xì)胞及吞噬細(xì)胞的胞漿和胞膜中陽(yáng)性表達(dá),呈棕黃色顆粒。NF-κB蛋白在肺泡上皮、炎細(xì)胞、泡沫細(xì)胞及吞噬細(xì)胞的胞漿和胞核中陽(yáng)性表達(dá),呈棕黃色顆粒。膽固醇肺炎泡沫細(xì)胞中TLR4蛋白陽(yáng)性表達(dá)率明顯高于對(duì)照組,MyD88蛋白和NF-κB蛋白強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá)率明顯高于對(duì)照組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表1,圖2~6。

表1 TLR4、MyD88、NF-κB p65在膽固醇性肺炎泡沫細(xì)胞及對(duì)照組吞噬細(xì)胞中的表達(dá)Table 1 The expression of TLR4,MyD88 and NF-κB p65 in the foam cells of cholesterol pneumonia and macrophages of the control (例數(shù),%)

圖1 膽固醇性肺炎泡沫細(xì)胞聚集(HE ×100)

2.3 不同性別、年齡膽固醇肺炎泡沫細(xì)胞中TLR4、MyD88和NF-κB p65的表達(dá) 不同性別間TLR4陽(yáng)性表達(dá)率、MyD88和NF-κB強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá)率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);年齡<50歲者膽固醇肺炎泡沫細(xì)胞中TLR4陽(yáng)性表達(dá)率、MyD88和NF-κB p65強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá)率均明顯高于年齡≥50歲者,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表2。

表2 膽固醇性肺炎中TLR4、MyD88、NF-κB p65在不同性別、年齡的表達(dá)Table 2 The expression of TLR4,MyD88,NF-κB p65 with the sex and age in cholesterol pneumonia (例數(shù),%)

2.4 TLR4、MyD88和NF-κB p65在膽固醇性肺炎中表達(dá)相關(guān)性分析 TLR4與MyD88、TLR4與NF-κB p65、NF-κB p65與MyD88在膽固醇性肺炎的表達(dá)中均呈明顯正相關(guān)(r=0.476、0.523、0.491,P<0.05)。

3 討 論

膽固醇性肺炎又名內(nèi)源性脂質(zhì)性肺炎,曾稱為石蠟瘤[6]和肺泡組織細(xì)胞增生癥[7]等。光鏡下表現(xiàn)為肺泡腔內(nèi)出現(xiàn)大量泡沫細(xì)胞。通常與周圍最近的阻塞性病變有關(guān),如放化療后的壞死組織、脂類物質(zhì)沉積或高脂血癥等。國(guó)內(nèi)外對(duì)此病的報(bào)道大多為個(gè)案報(bào)道,對(duì)其發(fā)病機(jī)制研究甚少。本研究探討膽固醇性肺炎的發(fā)病機(jī)制,旨在為對(duì)臨床診治提供理論依據(jù)。

TLR4是最早鑒定的人類Toll樣受體。TLR4基因位于第9號(hào)染色體,編碼蛋白屬于Ⅰ型跨膜蛋白,由胞外區(qū)、跨膜區(qū)、胞內(nèi)區(qū)三部分組成[8]。胞外區(qū)可與CD14結(jié)合介導(dǎo)蛋白之間的相互作用。髓樣分化因子2(myeloid differentiationprotein 2,MD2)與TLR4相連形成TLR4/MD2受體復(fù)合物。脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)與LPS綁定蛋白(內(nèi)毒素結(jié)合蛋白LBP)結(jié)合,再與CD14結(jié)合能促進(jìn)LPS單體向TLR4/MD2 復(fù)合物轉(zhuǎn)移,增強(qiáng)LPS的識(shí)別[9]。胞內(nèi)區(qū)在信號(hào)傳導(dǎo)中起主導(dǎo)作用,與IL-1受體胞內(nèi)區(qū)同源,被稱為T(mén)oll/IL-1受體結(jié)構(gòu)域。TLR4與多種刺激因子結(jié)合如脂多糖[10]、熱休克蛋白60、高遷移率族蛋白B1、表面活性劑A、硫酸肝素片段等,通過(guò)MyD88依賴和非依賴途徑最終導(dǎo)致NF-κB激活,引起炎癥因子和趨化因子的分泌,發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)作用。有研究發(fā)現(xiàn),TLR4在泡沫細(xì)胞形成過(guò)程中可能起一定作用,參與動(dòng)脈粥樣硬化形成[11]。本研究結(jié)果顯示,膽固醇性肺炎泡沫細(xì)胞中TLR4陽(yáng)性表達(dá)率(73.33%)明顯高于對(duì)照組(20.00%)。提示TLR4在膽固醇性肺炎的發(fā)生發(fā)展中可能起一定作用。

MyD88屬于Toll/IL-1R家族和死亡結(jié)構(gòu)域家族成員, 由N端的死亡結(jié)構(gòu)域、中間區(qū)域及C端的TIR結(jié)構(gòu)域組成[12],是TLR信號(hào)途徑中的重要接頭蛋白,在免疫應(yīng)答中起重要作用。在細(xì)胞靜息狀態(tài)下,MyD88以非活性形式與肌動(dòng)蛋白結(jié)合形成復(fù)合物,活化時(shí)與TLR家族蛋白結(jié)合激活下游信號(hào)。NF-κB作為淋巴細(xì)胞中一種可誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子由Sen等[13]首次報(bào)道。由Rel家族5種蛋白成員以同源/異源二聚體組成,包括2組:第一組RelA(p65)、RelB、c-Rel,第二組NF-κB1(p50)、NF-κB2(p52)。p50或p52能與p65、c-rel、RelB形成異二聚體,其中NF-κB p65/p50在細(xì)胞中分布最廣泛。當(dāng)細(xì)胞激活時(shí),NF-κB進(jìn)入細(xì)胞核通過(guò)綁定在多種基因啟動(dòng)子和增強(qiáng)子的DNA序列中調(diào)節(jié)目的基因表達(dá)[14]。編碼前炎癥細(xì)胞因子和趨化因子等基因轉(zhuǎn)錄[15],激活單核/巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等發(fā)揮抗炎作用。此通路可在多種疾病中發(fā)揮作用,如動(dòng)脈粥樣硬化、炎性病變[16]、癌癥[17]等。有研究報(bào)道,抑制肺泡巨噬細(xì)胞TLR4 mRNA表達(dá)和NF-κB活化,減少炎癥因子的產(chǎn)生和釋放,能改善患者的氧合功能,增強(qiáng)肺功能[18]。

本研究結(jié)果顯示,MyD88和NF-κB在膽固醇性肺炎中強(qiáng)陽(yáng)性率均明顯高于對(duì)照組(P<0.05)。TLR4與NF-κB和MyD88表達(dá)均呈明顯正相關(guān)。提示TLR4/MyD88/NF-κB通路在膽固醇性肺炎的發(fā)生中起重要作用,三者可能有協(xié)同作用。

有研究顯示,膽固醇性肺炎主要原因可能與近端氣道阻塞、吸入刺激性粉塵顆粒、肺部寄生蟲(chóng)病或者脂類代謝的不平衡等有關(guān)[19]。其發(fā)病機(jī)制可能與肺損傷有關(guān),肺內(nèi)吞噬細(xì)胞在靜息狀態(tài)時(shí),NF-κB復(fù)合物是失活的,主要定位在胞漿與其抑制劑IκB蛋白結(jié)合,當(dāng)肺泡細(xì)胞膜退變時(shí)導(dǎo)致膽固醇或其他脂類物質(zhì)釋放到肺泡中,脂多糖等與吞噬細(xì)胞表面TLR4結(jié)合時(shí),細(xì)胞活化,細(xì)胞內(nèi)的MyD88通過(guò)其c端的TIR結(jié)構(gòu)域與TLR4相互作用,隨后MyD88 N端的死亡結(jié)構(gòu)域招募IL-1R相關(guān)蛋白激酶(IL-1R associated kinase,IRAK),IRAK自身磷酸化激活,脫離MyD88,與腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(tumor necrosis factor-associated factor 6,TRAF6)[20]結(jié)合并使其活化,進(jìn)而激活由β轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子激活的蛋白激酶1(transforming growth factor-β-activated kinase 1,TAK1),促進(jìn)其與TAK1綁定蛋白2,3的結(jié)合,激活I(lǐng)KK復(fù)合物(由IKKa、IKκB和調(diào)節(jié)蛋白Ikkγ組成),使I-κB泛素化,I-κB與NF-κB解離,NF-κB進(jìn)入細(xì)胞核,激活相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄,產(chǎn)生炎癥因子IL-1、IL-6、IL-8等,誘導(dǎo)吞噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞。

本研究結(jié)果顯示,不同性別間TLR4陽(yáng)性表達(dá)率、MyD88和NF-κB p65強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá)率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);年齡<50歲者膽固醇肺炎泡沫細(xì)胞中TLR4陽(yáng)性表達(dá)率明顯高于年齡≥50歲者,MyD88和NF-κB p65強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá)率明顯高于≥50歲者,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。表明年齡越大,TLR4、MyD88和NF-κB p65陽(yáng)性表達(dá)越低??赡苣挲g越大,機(jī)體的防御反應(yīng)越差,與炎癥有關(guān)的因子釋放也較少, TLR4/MyD88/NF-κB信號(hào)通路受到一定程度抑制。

本研究?jī)H從免疫組織化學(xué)方面進(jìn)行了一些研究,對(duì)TLR4/MyD88/NF-κB通路在體內(nèi)調(diào)節(jié)多種免疫和自穩(wěn)態(tài)平衡以及在膽固醇性肺炎發(fā)生中起重要作用的認(rèn)識(shí)也是只冰山一角,尚需要進(jìn)一步深入探討。

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(本文編輯:趙麗潔)

Expression and significance of TLR4, MyD 88 and NF-κB p65 in cholesterol pneumonia

KANG LI-fei1, DI Hong-qin2, ZHU Gui-yun1,AN Xiao-ying1, CHEN Ning1, YANG Yong-hui1*
(1.DepartmentofPathology,theChestHospitalofHebeiProvince,Shijiazhuang050041,China; 2.DepartmentofClinicalLaboratory,theChestHospitalofHebeiProvince,Shijiazhuang050041,China)

Objective To detect the expression of Toll-like receptor 4(TLR4), Myeloid differentiation factor 88(MyD88)and nuclear factor-κB p65(NF-κB p65) in cholesterol pneumonia foam cells, and to investigate their roles and relationship in the occurrence of cholesterol pneumonia and clinical significance. Methods The expression of TLR4, MyD88 and NF-κB p65 in 45 cases of foam cells of cholesterol pneumonia and 25 cases of macrophages of usual pneumonia without the aggregation of foam cells(control groups) from surgically resecting specimens of lung that was confirmed by pathology was immunohistochemically studied. Results The strong positive rate of MyD88 and NF-κB p65, as well as the positive rate of TLR4, was obviously higher than that in the control(P<0.05) The positive expression of TLR4,MyD88 and NF-κB p65 was not related with sex(P>0.05).The expression rate of TLR4,MyD88 and NF-κB p65 in patience below 50 was more significant higher than the patience above 50(P<0.05). Among the 45 cases of cholesterol pneumonia , there were apparently positive correlation between TLR4 and MyD88, TLR4 and NF-κB, NF-κB p65 and MyD88(r=0.467, 0.523, 0.491,P<0.05),as well as the positive correlation. Conclusion The expression of TLR4, MyD88 and NF-κB p65 may be involved in pathogenesis of cholesterol pneumonia presenting their synergistic effect in cholesterol pneumonia, which was not related to the sex but age. With the increase in age of the cholesterol pneumonia, the positive rate of TLR4, MyD88 and NF-κB p65 was decreased.

cholesterol pneumonia; Toll-like receptor 4; myeloid differentiation factor 88; NF-kappa B

2017-04-18;

2017-05-06

河北省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究重點(diǎn)課題(ZL20140205)

康麗菲(1981-),女,河北趙縣人,河北省胸科醫(yī)院主治醫(yī)師,醫(yī)學(xué)碩士,從事病理學(xué)診斷研究。

*通訊作者。E-mail:yonghuiyang@vip.163.com

R563.1

A

1007-3205(2017)06-0680-05

10.3969/j.issn.1007-3205.2017.06.015

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