孫 剛,朱曉辰,賀 旭,畢新嶺
海軍軍醫(yī)大學(第二軍醫(yī)大學)第一附屬醫(yī)院皮膚科,上海 200433
特應性皮炎(atopic dermatitis,AD)是一種常見的炎癥性皮膚病,其特征是反復出現(xiàn)濕疹樣病變和劇烈瘙癢,該病可發(fā)生在所有年齡和種族的人群,對患者及其家庭造成了巨大的心理及經(jīng)濟負擔[1]。WHO 數(shù)據(jù)顯示,全世界有至少2.3 億人患有AD,兒童AD 患病率為15%~25%[2]。雷西莫特是咪唑喹啉類免疫應答調節(jié)劑,可促進 干擾素和IL-12 的產(chǎn)生、減少IL-4 和IL-5 的生成,從而促進輔助性T 細胞(helper T cell,Th)1 反應和抑制Th2 反應,同時降低健康人、變應性鼻炎及AD 人群的IgE 水平[3]。因此,科研人員嘗試將雷西莫特應用于變應性疾病,目前已有相關動物實驗開展[4]。本研究通過對AD 模型小鼠腹腔注射雷西莫特,觀察其對AD 的治療效果,并探討可能的作用機制。
1.1 主要試劑與設備 卡泊三醇搽劑(丹麥利奧制藥有限公司,批號H20150664)。小鼠IgE、IL-4、IL-13 ELISA 檢測試劑盒(武漢伊萊瑞特生物科技股份有限公司),TRIzol 試劑(美國Invitrogen 公司)。酶標檢測儀(美國Bio-Tek 公司),熒光定量PCR 儀(美國Applied Biosystems公司)。
1.2 實驗動物 6~8 周齡雌性BALB/c 小鼠(SPF級)30 只,體重18~20 g,購自北京維通利華實驗動物有限公司[實驗動物生產(chǎn)許可證號為SCXK(京)2018-0013],飼養(yǎng)于海軍軍醫(yī)大學(第二軍醫(yī)大學)第一附屬醫(yī)院動物實驗中心[實驗動物使用許可證號為SYXK(滬)2020-0033]。
1.3 動物分組及處理 將30 只小鼠隨機分為空白組、模型組、治療組,每組10 只。模型組及治療組小鼠耳部連續(xù)14 d 涂抹卡泊三醇搽劑(每天2 nmol 卡泊三醇)誘導AD 模型,模型組同時予200 μL PBS 每天腹腔注射、治療組予50 nmol 雷西莫特(溶于200 μL PBS)每天腹腔注射[4];空白組小鼠不給予任何處理。
1.4 觀察指標
1.4.1 耳部皮損情況 實驗第15 天觀察各組小鼠的耳部皮損紅斑、腫脹及鱗屑情況,同時用游標卡尺測量小鼠耳厚度。
1.4.2 耳部組織病理學檢查 實驗第15 天,經(jīng)眼眶取血后以頸椎脫臼法處死小鼠,沿耳根部剪下鼠耳。將取下的鼠耳縱向一分為二,一半放入組織固定液中固定并經(jīng)石蠟包埋后切片,通過H-E 染色觀察真皮炎癥細胞浸潤情況,通過甲苯胺藍染色觀察肥大細胞分布情況;另一半放入-80 ℃冰箱備用。
1.4.3 ELISA 檢測血清IgE、IL-4、IL-13 水平 實驗第15 天,將采集的血液于室溫靜置2 h,4 ℃3 996×g離心15 min,取血清分管凍存于-80 ℃冰箱中備用。按照相關試劑盒說明書進行血清IgE、IL-4、IL-13 檢測。
1.4.4 qPCR 檢測耳部皮損組織中胸腺基質淋巴細胞生成素(thymic stromal lymphopoietin,TSLP)、γ 干擾素mRNA 表達 取-80 ℃凍存的小鼠耳部皮損組織,在液氮中剪切及研磨,采用TRIzol 法提取總RNA,使用Nanodrop 2000 超微量分光光度計(美國ThermoFisher Scientific 公司)檢測RNA 濃度及純度。通過反轉錄合成cDNA 第一鏈,以該鏈為模板、GAPDH為內參照進行PCR 擴增。PCR 反應條件:94 ℃ 2 min;94 ℃ 30 s,55 ℃ 30 s,72 ℃30 s,共30 個循環(huán);72 ℃ 7 min。采用2-Ct 法計算目的基因相對表達量。GAPDH上游引物序列為5'-CCTCGTCCCGTAGACAAAATG-3',下游引物序列為5'-TGAGGTCAATGAAGGGGTCGT-3';TSLP上游引物序列為5'-AGAGAAGCCCTCAATGACCAC-3',下游引物序列為5'-TGAGGTTTGATTCAGGCAGATGT-3'; 干擾素上游引物序列為5'-CTCAAGTGGCATAGATGTGGAAG-3',下游引物序列為5'-TGACCTCAAACTTGGCAATACTC-3'。所有引物均由上海擎熙生物科技有限公司合成。
1.5 統(tǒng)計學處理 應用GraphPad Prism 8 軟件進行數(shù)據(jù)分析。呈正態(tài)分布的計量資料以±s表示,任意兩組間資料的比較采用獨立樣本t檢驗。檢驗水準(α)為0.05。
2.1 各組小鼠耳部皮損大體情況 空白組小鼠耳部皮膚未見異常(圖1A);模型組小鼠耳部皮膚明顯腫脹發(fā)紅、毛細血管擴張,其上附有細小的鱗屑(圖1B);與模型組相比,治療組小鼠耳部皮膚紅腫、鱗屑明顯緩解,有輕度毛細血管擴張(圖1C)。模型組小鼠耳厚度為(0.48±0.02)mm,與空白組[(0.19±0.01)mm]相比增厚(P<0.01);治療組小鼠耳厚度[(0.35±0.02)mm]較模型組變?。≒<0.01)。
2.2 各組小鼠耳部組織病理學變化 H-E 染色可見空白組小鼠耳部組織表皮、真皮結構正常,真皮內散在少量組織細胞,未見明顯炎癥細胞浸潤(圖2A);模型組小鼠表皮角化過度、角化不全,棘層明顯增厚,皮突延長,棘細胞間水腫,真皮全層見大量炎癥細胞浸潤,并可見毛細血管擴張充血(圖2B);治療組小鼠表皮角化、棘層增厚較模型組明顯緩解,未見棘細胞間水腫,真皮內可見淋巴細胞及組織細胞,淋巴細胞分布數(shù)量減少(圖2C)。甲苯胺藍染色可見空白組小鼠真皮內散在少量肥大細胞(圖3A),模型組真皮內肥大細胞明顯增多(圖3B),治療組小鼠真皮內肥大細胞較模型組明顯減少(圖3C)。
2.3 各組小鼠血清IgE、IL-4、IL-13 水平 ELISA檢測結果(圖4)顯示,與空白組相比,模型組小鼠血清中IgE、IL-4、IL-13水平均升高(P均<0.01),說明小鼠AD 模型構建成功。與模型組相比,治療組小鼠血清IgE、IL-4、IL-13 水平均下降,差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。
2.4 各組小鼠耳部組織中TSLP、γ 干擾素mRNA表達 qPCR 檢測結果顯示,模型組小鼠耳部組織 中TSLPmRNA 表 達 量(0.97±0.24)較 空 白組(0.34±0.09)升高(P<0.01),治療組TSLPmRNA 表達量(0.80±0.17)與模型組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。模型組小鼠耳部組織中 干擾素mRNA 表達量(0.81±0.48)與空白組(1.05±0.08)相比差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),但治療組γ 干擾素mRNA 表達量(1.20±0.14)較模型組升高(P<0.05)。
AD 的病因復雜,包括遺傳、免疫和環(huán)境等因素,其中皮膚屏障功能異常和免疫功能障礙被認為是AD 發(fā)病機制的關鍵。免疫功能障礙相關的發(fā)病機制包括血清IgE 水平升高、Th1/Th2 免疫反應失衡、Th2 細胞因子過表達、表達皮膚淋巴細胞相關抗原的T 細胞增加、表皮炎癥性樹突狀細胞(包括朗格漢斯細胞)中Fc 受體Ⅰ及TSLP 表達增加等[5]??ú慈寄軌蛘T導小鼠角質形成細胞過表達TSLP,導致AD 樣皮損;在卡泊三醇誘導的AD小鼠模型中可見表皮增生,真皮內嗜酸性粒細胞和肥大細胞等炎癥細胞浸潤,皮損處TSLP、IL-4、IL-5、IL-13、IL-31、IL-10、IL-8 等Th2 細胞因子表達增加,同時小鼠血清中IgE 水平升高[6]。因此,卡泊三醇誘導的動物模型很好地再現(xiàn)了AD 免疫功能障礙的特征。本實驗即采用卡泊三醇搽劑誘導AD 模型,觀察雷西莫特對AD 小鼠的治療效果及可能的作用機制。
Toll 樣受體(Toll-like receptor,TLR)是一種模式識別受體,是固有免疫的重要組成部分,可對入侵的病原體產(chǎn)生防御性炎癥反應[7]。研究表明,雷西莫特作為TLR7/8 激動劑可誘導細胞因子如 干擾素、 干擾素和IL-12表達,從而增加Th1免疫應答,同時抑制Th2 細胞產(chǎn)生IL-4 和IL-5[8]。本研究中,治療組小鼠耳部皮損腫脹、紅斑、鱗屑情況較模型組改善,耳部皮損組織中炎癥細胞浸潤程度減輕,肥大細胞數(shù)量減少,血清IL-4、IL-13水平下降,耳部皮損組織中 干擾素表達增加。結果表明腹腔注射雷西莫特可以通過調節(jié)Th1/Th2 免疫應答反應改善小鼠AD 癥狀。
IgE 在哮喘、變應性鼻炎、AD 等變應性疾病的發(fā)病中起著至關重要的作用,Th2 細胞因子有助于激活B 淋巴細胞促進IgE 產(chǎn)生,而IgE 可促進肥大細胞和嗜堿性粒細胞脫顆粒進而導致過敏反應,兩者可協(xié)同放大皮膚炎癥反應[9]。雷西莫特可直接作用于B 淋巴細胞而抑制IgE 的合成,也可通過促進 干擾素和IL-12 的分泌抑制IgE 的產(chǎn)生[10]。本實驗中,治療組小鼠血清IgE 水平低于模型組,提示腹腔注射雷西莫特可能通過抑制IgE 分泌改善AD 皮損情況。
TSLP 作為一種細胞因子,能夠促進B 淋巴細胞和髓系樹突狀細胞的活化,參與人和小鼠AD 及相關疾病的發(fā)生、發(fā)展。TSLP 通過TNF 受體超家族成員4 配體促使樹突狀細胞產(chǎn)生CC 趨化因子配體17 及22,招募CD4+Th2,還可以刺激肥大細胞和自然殺傷T 細胞活化,從而增加Th2 細胞因子的產(chǎn)生[11]。雷西莫特可下調TNF 受體超家族成員4 配體的表達并促進IL-10、IL-12 的產(chǎn)生,消除TSLP 相關樹突狀細胞參與的Th2 免疫應答,有助于緩解或預防變應性炎癥[12]。本實驗中,治療組小鼠皮損組織中TSLPmRNA 表達量與模型組比較差異無統(tǒng)計學意義,提示腹腔注射雷西莫特可能不會直接影響TSLP 表達,其機制可能與下調TNF 受體超家族成員4 配體表達有關。
綜上所述,本實驗結果顯示腹腔注射雷西莫特可以改善AD 小鼠的皮炎狀況,作用機制可能與雷西莫特抑制Th2 反應、減少IL-4 和IL-13 分泌,增強Th1反應、增加 干擾素mRNA 表達,同時抑制IgE 的合成有關,但其發(fā)揮作用的具體通路及不良反應有待進一步研究。