張懿,劉暢
(1.錦州醫(yī)科大學(xué),遼寧 錦州 121000;2.錦州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院內(nèi)分泌科,遼寧 錦州121000)
系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematous,SLE)累及多系統(tǒng)、多器官,發(fā)病機制復(fù)雜[1-2]。茶多酚活性成分表沒食子兒茶素沒食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)對狼瘡性腎炎的調(diào)控作用顯著[3-4]。SSA/Ro52(Ro52)是SLE的關(guān)鍵調(diào)控靶點[5-9],其調(diào)控機制可能與單核-巨噬細(xì)胞凋亡和炎癥反應(yīng)密切相關(guān)[10-13]。EGCG能顯著抑制正常體細(xì)胞中Ro52的表達(dá)[14]。然而,單核-巨噬細(xì)胞中EGCG與Ro52的功能和調(diào)控關(guān)系并不清楚。本研究旨在探索不同濃度EGCG對Ro52介導(dǎo)的單核-巨噬細(xì)胞THP-1凋亡及炎癥反應(yīng)的調(diào)控效應(yīng),為SLE發(fā)病機制的研究提供新思路。
1.1.1 主要材料 人單核-巨噬細(xì)胞THP-1(中國科學(xué)院上海微生物所菌種保藏中心),Ro52過表達(dá)質(zhì)粒(pCMV-Ro52)(北京Biovector公司)。
1.1.2 主要試劑及儀器 腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、白介素 -1β(Interleukin-1β, IL-1β)、IL-13檢測試劑盒購自美國Trevigen公司,M-MLV逆轉(zhuǎn)錄酶(美國Clontech公司),SYBR Green Master Mix(美國 Life Technologies公司),BCA蛋白檢測試劑盒、anti-Ro52、anti-甘油醛-3-磷酸脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, GAPDH)抗體、辣根過氧化酶二抗購自美國Santa Cruz Biotechnology公司,RPMI 1640培養(yǎng)基(美國Abcam公司),膜聯(lián)蛋白-熒光素異硫氰酸酯(Annexin V-fluorescein isothiocyanate, AV-FITC)(美國 BD Pharmingen 公司),碘化丙啶(propidium iodide, PI)(美國Sigma公司),Trizol試劑盒(美國Invitrogen公司),逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(德國Fermentas公司),聚偏二氟乙烯膜(polyvinylidene fluoride, PVDF)(美國Millipore公司),酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)試劑盒(美國Santa Cruz公司)Image-Pro Plus 6軟件(美國 Media Cybernetics公司),BD FACSCalibur?系統(tǒng)(美國BD公司),Beckman CXP軟件(美國Brea公司)。
1.2.1 人單核-巨噬細(xì)胞THP-1的培養(yǎng) 在37℃、5%二氧化碳CO2條件下,用含10% FBS和1%青-鏈霉素的RPMI 1640培養(yǎng)基培養(yǎng)人單核-巨噬細(xì)胞THP-1。細(xì)胞2 d或3 d換液1次,細(xì)胞融合率達(dá)80%時,進行傳代,將細(xì)胞濃度調(diào)整為1.0×106個/ml用于后續(xù)實驗。
1.2.2 細(xì)胞分組 正常培養(yǎng)的THP-1細(xì)胞為對照組,20μg pCMV-Ro52為 pCMV-Ro52組,20μg pCMVNC為pCMV-NC組[15],以及Ro52過表達(dá)48 h后繼續(xù)使用0、5、10、20和50 mg/L EGCG處理24 h的0、5、10、20 和 50 mg/L EGCG 組[16]。
采用實時熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)(quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)對人源Ro52的cDNA(NM_003141.3)進行擴增,并且將產(chǎn)物插入pCMV質(zhì)粒,進行轉(zhuǎn)染效率優(yōu)化篩選。將濃度為1.0×106個/ml的THP-1細(xì)胞轉(zhuǎn)入24孔板中培養(yǎng),參考謝軍等[17]的研究,使用pCMV-NC質(zhì)?;蛘遬CMV-Ro52分別對THP-1細(xì)胞進行轉(zhuǎn)染。48 h后采用qRT-PCR進行擴增。Ro52正向引物:5’-AGAGAGACTTCACCTGTTCTGT-3’,反向引物:5’-TCAGTTCCCCTAATGCCACCT-3’。采用 Western blot檢測THP-1細(xì)胞中Ro52的表達(dá)。
參照qRT-PCR試劑盒說明書抽提細(xì)胞總RNA,采用Trizol試劑盒和逆轉(zhuǎn)錄試劑盒將5.0μg RNA作為模板合成cDNA,用SYBR Green Master Mix進行基因表達(dá)的實時分析。反應(yīng)條件:95℃變性5 min,95℃延伸5 s,60℃退火1 min,共40個循環(huán)。采用2-ΔΔCt法計算mRNA的相對表達(dá)量,每組數(shù)據(jù)以倍數(shù)變化進行展示。GAPDH用于qRT-PCR結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)化處理。
收集各處理組細(xì)胞進行裂解,并抽提總蛋白質(zhì)。采用12%十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳分離不同大小的蛋白質(zhì),用聚偏二氟乙烯膜(polyvinylidene fluoride, PVDF)進行濕法轉(zhuǎn)膜。用3%脫脂牛奶對轉(zhuǎn)膜完成的PVDF膜室溫封閉1.5 h,PBS洗滌3次,5 min/次,采用一抗包括goat源性的Ro52(1∶900)和GAPDH(1∶2 000)4℃孵育過夜。洗去一抗,在室溫條件下用辣根過氧化酶二抗(1∶18 000)孵育1.5~2.0 h,洗滌抗體液。采用增強化學(xué)發(fā)光法顯影。Western blot檢測結(jié)果用Image-Pro Plus 6軟件進行圖像分析。
收集各組細(xì)胞,采用BD FACSCalibur?系統(tǒng)、AV-FITC及PI試劑盒,依據(jù)試劑盒說明書進行細(xì)胞凋亡檢測。主要步驟為:不同處理條件下的細(xì)胞以1.0×106個/ml的密度懸浮于100 ml結(jié)合緩沖液,將細(xì)胞用AV-FITC和PI孵育15 min,在FC-500流式細(xì)胞儀上使用Beckman CXP軟件進行分析。
收集各組細(xì)胞,將細(xì)胞懸液6 070 r/min離心15 min。將上清液收集并儲存于80℃,用于炎癥因子分析。根據(jù)試劑盒說明書進行操作,炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-13采用ELISA試劑盒進行檢測。
數(shù)據(jù)分析采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件,計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,比較用方差分析,兩兩比較用LSD-t檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1.1 Ro52 mRNA 檢測pCMV-Ro52轉(zhuǎn)染48 h后對Ro52 mRNA和蛋白表達(dá)的影響。對照組、pCMV-NC組、pCMV-Ro52組Ro52 mRNA相 對 表達(dá) 量 分 別 為(0.988±0.021)、(1.003±0.029) 和(2.558±0.418),經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=8.543,P=0.000)。進一步兩兩比較經(jīng)LSD-t檢驗,pCMV-Ro52組Ro52 mRNA表達(dá)水平較對照組升高(P<0.05);而pCMV-NC組與對照組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);與pCMV-NC組相比,pCMVRo52組Ro52 mRNA表達(dá)水平升高(P<0.05)。
2.1.2 Ro52蛋白 對照組、pCMV-NC組、pCMVRo52組Ro52蛋白相對表達(dá)量分別為(0.989±0.021)、(1.000±0.065)和(2.291±0.815),經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=62.134,P=0.000)。進一步兩兩比較經(jīng)LSD-t檢驗,pCMV-Ro52組Ro52蛋白表達(dá)水平較對照組升高(P<0.05);而pCMV-NC組與對照組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);與pCMVNC組相比,pCMV-Ro52組Ro52蛋白表達(dá)水平升高(P<0.05)。結(jié)果表明,pCMV-Ro52轉(zhuǎn)染THP-1細(xì)胞48 h可上調(diào)Ro52的表達(dá)。見圖1。
圖1 各組Ro52蛋白的表達(dá)
Ro52過表達(dá)質(zhì)粒pCMV-Ro52轉(zhuǎn)染細(xì)胞48 h后檢測其對THP-1細(xì)胞凋亡比例的影響。對照組、pCMV-NC組、pCMV-Ro52組THP-1細(xì)胞凋亡率分 別 為(2.401±1.030)%、(2.532±0.512)% 和(10.337±0.987)%,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=62.134,P=0.000)。進一步兩兩比較經(jīng)LSD-t檢驗,pCMV-Ro52組THP-1細(xì)胞凋亡率較對照組升高(P<0.05);而pCMV-NC組與對照組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);與pCMV-NC組相比,pCMVRo52組THP-1細(xì)胞凋亡率升高(P<0.05)。結(jié)果表明,pCMV-Ro52轉(zhuǎn)染THP-1細(xì)胞48h可上調(diào)THP-1細(xì)胞凋亡率。見圖2。
Ro52過表達(dá)質(zhì)粒pCMV-Ro52轉(zhuǎn)染細(xì)胞48 h后對照組、pCMV-NC組、pCMV-Ro52組TNF-α、IL-1β、IL-13水平比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。進一步兩兩比較經(jīng)LSD-t檢驗,pCMV-Ro52組 TNF-α、IL-1β、IL-13水 平較對照組升高(P<0.05);pCMV-NC組與對照組TNF-α、IL-1β、IL-13水平比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);與pCMV-NC組相比,pCMV-Ro52組 TNF-α、IL-1β、IL-13水 平 升 高(P<0.05)。結(jié)果表明,pCMV-Ro52轉(zhuǎn)染THP-1細(xì)胞48 h可上調(diào)THP-1細(xì)胞分泌的炎癥因子TNF-α、IL-1β與IL-13。見表1。
圖2 Ro52過表達(dá)對THP-1細(xì)胞凋亡的影響
表1 各組炎癥因子水平的變化 (ng/ml,±s)
表1 各組炎癥因子水平的變化 (ng/ml,±s)
注:?與對照組、pCMV-NC組比較,P <0.05
組別 TNF-α IL-1β IL-13對照組 1.034±0.021 1.011±0.032 1.002±0.072 pCMV-NC 組 1.030±0.064 1.026±0.064 1.074±0.050 pCMV-Ro52組 2.233±0.491? 2.157±0.336? 2.335±0.316?F值 5.347 9.257 14.352 P值 0.002 0.001 0.001
使用0、5、10、20和50 mg/L EGCG處理過表達(dá)Ro52的細(xì)胞24 h,對照組,以及0、5、10、20和50 mg/L EGCG組Ro52蛋白相對表達(dá)量分別為(0.974±0.069)、(2.425±0.562)、(2.032±0.683)、(1.907±0.637)、(1.715±0.367)、(1.308±0.102),經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=31.342,P=0.000)。進一步兩兩比較經(jīng)LSD-t檢驗,與0 mg/L EGCG組相比,20和50 mg/L EGCG組Ro52蛋白水平降低(P<0.05);0 mg/L EGCG 組 與 10 mg/L EGCG 組 比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);0 mg/L EGCG組與5 mg/L EGCG組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見圖3。
圖3 不同濃度EGCG對Ro52蛋白表達(dá)的影響
使用不同濃度(0、5、10、20和 50 mg/L)EGCG處理過表達(dá)Ro52的THP-1細(xì)胞24 h后,對照組,以及0、5、10、20和50 mg/L EGCG組THP-1細(xì)胞凋亡率分別為(2.362±0.213)%、(10.380±0.682)%、(10.061±0.123)%、(9.650±0.781)%、(6.352±0.902)%、(5.234±0.321)%,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=82.354,P=0.000)。進一步兩兩比較經(jīng)LSD-t檢驗,與0 mg/L EGCG組相比,20和50 mg/L EGCG組細(xì)胞凋亡率降低(P<0.05);0 mg/L EGCG組與10 mg/L EGCG組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);0 mg/L EGCG組與5 mg/L EGCG組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見圖4。
2.6.1 TNF-α 使用不同濃度(0、5、10、20和 50 mg/L)EGCG處理過表達(dá)Ro52的THP-1細(xì)胞24 h后,對照組,以及0、5、10、20和50 mg/L EGCG組TNF-α、IL-1β、IL-13水平比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。進一步兩兩比較經(jīng)LSD-t檢驗,與0 mg/L EGCG組相比,20和50 mg/LEGCG組TNF-α水平降低(P<0.05);0 mg/L EGCG組與10 mg/L EGCG組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);0 mg/L EGCG組與5 mg/L EGCG組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。
2.6.2 IL-1β對照組,以及0、5、10、20和50 mg/L EGCG組IL-1β水平比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。進一步兩兩比較經(jīng)LSD-t檢驗,與0 mg/L EGCG組相比,20和50 mg/L EGCG組 IL-1β 水平降低(P<0.05);0 mg/L EGCG 組與10 mg/L EGCG組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);0 mg/L EGCG組與5 mg/L EGCG組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。
圖4 EGCG對THP-1細(xì)胞凋亡的影響
表2 各組炎癥因子水平的變化 (ng/ml,±s)
表2 各組炎癥因子水平的變化 (ng/ml,±s)
注:?與0 mg/L EGCG組比較,P <0.05
組別 TNF-α IL-1β IL-13對照組 1.018±0.134 1.045±0.084 1.035±0.086 0 mg/L EGCG 組 2.308±0.276 2.096±0.257 2.322±0.374 5 mg/L EGCG 組 2.043±0.142 2.089±0.108 2.159±0.244 10 mg/L EGCG 組 2.012±0.291 1.977±0.172 1.947±0.138?20 mg/L EGCG組 1.725±0.224? 1.749±0.177? 1.737±0.452?50 mg/L EGCG組 1.266±0.260? 1.193±0.326? 1.187±0.258?F值 22.241 12.857 69.521 P值 0.001 0.000 0.000
2.6.3 IL-13 對照組,以及0、5、10、20和50 mg/L EGCG組IL-13水平比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。進一步兩兩比較經(jīng)LSD-t檢驗,與0 mg/L EGCG組相比,10、20和50 mg/L EGCG組IL-13水平降低(P<0.05);0 mg/L EGCG組與 5 mg/L EGCG組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。
本研究發(fā)現(xiàn),過表達(dá)Ro52既可以促進THP-1細(xì)胞凋亡,又可以促進THP-1細(xì)胞TNF-α、IL-1β和IL-13的分泌。這說明,Ro52在單核-巨噬細(xì)胞的功能紊亂和炎癥因子分泌中發(fā)揮調(diào)控作用。單核-巨噬細(xì)胞在SLE的起病過程中發(fā)揮重要作用,包括調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng),誘導(dǎo)免疫應(yīng)答、清除凋亡細(xì)胞等[18],同時還發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞在免疫應(yīng)答啟動過程中是多種細(xì)胞因子的重要來源[19]。TABAS等[20]研究表明,SLE相關(guān)的并發(fā)癥,如狼瘡腎炎的早期和進展期均可出現(xiàn)大量巨噬細(xì)胞的異常凋亡,巨噬細(xì)胞本身負(fù)責(zé)清除凋亡細(xì)胞并調(diào)節(jié)自身生理性正常凋亡,而SLE患者體內(nèi)的巨噬細(xì)胞吞噬功能異常,以及自身免疫疾病中巨噬細(xì)胞的自身凋亡調(diào)控功能同樣顯示異常,這暗示巨噬細(xì)胞自身異常凋亡可能與SLE密切相關(guān)。
董曉薇[9]等研究表明,SLE患者血清中靶抗原Ro52蛋白表達(dá)水平顯著升高,這可能與SLE患者心血管疾病加劇并伴有單核-巨噬細(xì)胞異常凋亡增加,以及細(xì)胞炎癥因子分泌增加有關(guān)。Ro52蛋白是SLE等多種自身免疫性疾病過程中的主要靶點[6-8],可能在調(diào)節(jié)凋亡和炎癥反應(yīng)過程中扮演重要角色[21]。對SLE心臟受累患者的研究中發(fā)現(xiàn),抗Ro52抗體與胎兒凋亡的心肌細(xì)胞表面Ro52抗原結(jié)合后激活巨噬細(xì)胞[22]。同時發(fā)現(xiàn),Ro52在細(xì)胞內(nèi)免疫過程中發(fā)揮重要的凋亡調(diào)節(jié)作用[10]。BLAKE等[10]研究發(fā)現(xiàn),石棉暴露導(dǎo)致的自身免疫疾病可促進巨噬細(xì)胞凋亡,并且凋亡的巨噬細(xì)胞表面Ro52表達(dá)上調(diào)。本研究明確Ro52可以調(diào)控單核-巨噬細(xì)胞的凋亡及炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-13的分泌。結(jié)果表明,Ro52作為重要的前凋亡分子在自身免疫疾病的巨噬細(xì)胞凋亡和炎癥反應(yīng)過程中起促進作用,而且很有可能是SLE免疫調(diào)控的一個重要途徑。
EGCG是一種綠茶多酚類分子[3,23],被稱為自身免疫性疾病的潛在治療武器,已經(jīng)在治療干燥綜合癥等疾病、增強免疫系統(tǒng)功能與抑制腫瘤發(fā)生等領(lǐng)域中有深入研究[24]。本研究發(fā)現(xiàn),EGCG能夠在20和50 mg/L 2個濃度顯著減緩Ro52過表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)染THP-1細(xì)胞導(dǎo)致的Ro52超高表達(dá),并且可以阻止THP-1細(xì)胞被Ro52過表達(dá)后導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡增加。與pCMV-Ro52組相比,細(xì)胞炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-13水平被EGCG抑制。結(jié)果表明,EGCG是一種有效的抗凋亡和抗炎分子,可以減緩阻斷Ro52的促細(xì)胞凋亡效應(yīng)和促炎癥因子效應(yīng)。
以往研究同樣發(fā)現(xiàn),EGCG能夠有效抑制巨噬細(xì)胞凋亡,減輕免疫細(xì)胞的炎癥反應(yīng)[11,13]。HASHIMOTO等[25]研究發(fā)現(xiàn),抑制EGCG可明顯誘導(dǎo)小鼠巨噬細(xì)胞樣細(xì)胞的凋亡。研究發(fā)現(xiàn)EGCG對Ro52具有明顯的抑制效應(yīng)[14]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),EGCG顯著抑制Ro52誘發(fā)的THP-1細(xì)胞凋亡,與上述結(jié)果一致。HSU等[14]在研究正常人原發(fā)性表皮角質(zhì)形成細(xì)胞與永生化人涎腺腺泡細(xì)胞功能時發(fā)現(xiàn),EGCG能夠顯著抑制Ro52等多種自身抗原的表達(dá)。結(jié)果表明,Ro52可被EGCG負(fù)向調(diào)控,并且EGCG可通過抑制Ro52,介導(dǎo)人單核-巨噬細(xì)胞的凋亡與炎癥反應(yīng)。
綜上所述,Ro52過表達(dá)可促進人單核-巨噬細(xì)胞THP-1的凋亡與炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-13的分泌。EGCG可減弱Ro52介導(dǎo)的THP-1細(xì)胞凋亡,減少炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-13的分泌。本實驗為進一步研究SLE等自身免疫疾病中巨噬細(xì)胞的功能、SLE的預(yù)防與治療,以及SLE的發(fā)病機制提供實驗依據(jù)。