王倩倩,張美妮
多發(fā)性硬化(multiple sclerosis,MS)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system,CNS)慢性自身免疫性炎癥性疾病,主要的病理特點(diǎn)為髓鞘脫失、炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和軸索損害。Tau蛋白屬于微管相關(guān)蛋白,主要存在于軸索上,在體外一般認(rèn)為是促進(jìn)微管裝配的因素[1]。Tau蛋白的生理學(xué)作用是穩(wěn)定微管和維持神經(jīng)元形狀和極性[2]。氟西汀是選擇性-5羥色胺(5-HT)再攝取抑制劑,廣泛應(yīng)用于抑郁癥治療,有研究表明氟西汀具有免疫調(diào)節(jié)作用[3]。本研究擬建立實(shí)驗(yàn)性變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓炎(experimental allergic encephalomyelitis,EAE)小鼠模型,探討氟西汀對(duì)EAE小鼠急性期的治療作用。
1.1 實(shí)驗(yàn)分組 將18g~20g,8周~10周,C57BL/6雌性小鼠(北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司)60只隨機(jī)分為氟西汀組、EAE組和對(duì)照組,每組各20只。
1.2 EAE模型制備 0.01mol/L的PBS將 MOG35-55(武漢博士德公司)稀釋,然后將稀釋液與等量含結(jié)核分枝桿菌的完全弗氏佐劑(武漢博士德公司)混合,用玻璃注射器抽吸成油包水狀,制成誘導(dǎo)EAE的抗原乳劑。氟西汀組和EAE組小鼠背部中央偏頭側(cè)皮下注射抗原乳劑。利用生理鹽水代替MOG35-55稀釋液,參照上述方法制備乳劑,供對(duì)照組使用。各組于免疫后第0天、第2天分別腹腔注射百日咳毒素(美國(guó)Sigma公司),每只600ng作為免疫增強(qiáng)劑。
1.3 給藥方法 氟西汀組于免疫前14d到免疫前1d每日胃管灌入氟西汀(百憂解,生產(chǎn)由Patheon France,分包裝由禮來蘇州制藥有限公司)10mg/kg,EAE組和對(duì)照組于免疫前14d到免疫前1d每日胃管給予等量生理鹽水。
1.4 觀察實(shí)驗(yàn)指標(biāo) 從免疫當(dāng)日起,采用雙人雙盲的方式隔天觀察和評(píng)定小鼠臨床癥狀的嚴(yán)重程度及體重變化(評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)采用國(guó)際通用的5分制評(píng)分法)。免疫25d后,10%水合氯醛按0.1mL/20mg腹腔注射麻醉后,小鼠左心取血,左心室灌注磷酸鹽緩沖液至肝臟變白,再使用4%多聚甲醛至尾部僵直,解剖取大腦。用ELISA方法檢測(cè)血清Tau蛋白。用HE染色觀察炎癥及軸索損害情況。
2.1 小鼠臨床癥狀評(píng)分 EAE組小鼠于免疫10d后開始陸續(xù)發(fā)病,免疫后13d~20d達(dá)到發(fā)病高峰期,發(fā)病率為80%。發(fā)病時(shí)表現(xiàn)為皮毛不光滑、食欲下降、體重減輕、活動(dòng)量減少;同時(shí)相繼出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損癥狀,先是表現(xiàn)為尾部肌張力低下,身體向一側(cè)傾倒,進(jìn)一步進(jìn)展為雙側(cè)后肢無力,不能翻身或翻身力弱,靠前肢爬行,無因病情危重而死亡。20只中4只未發(fā)病。免疫25d后取樣,除未發(fā)病4只的所有小鼠。氟西汀組小鼠于免疫13d后開始陸續(xù)發(fā)病,免疫后13d~20d達(dá)到發(fā)病高峰期,發(fā)病率為80%。癥狀與EAE組相比較輕,20只中有4只未發(fā)病,與EAE組相比,氟西汀組在神經(jīng)功能評(píng)分有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。對(duì)照組小鼠一直沒出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)癥狀,體重持續(xù)上升,與EAE組相比,神經(jīng)功能評(píng)分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。詳見表1。
表1 各組神經(jīng)功能評(píng)分比較(±s) 分
表1 各組神經(jīng)功能評(píng)分比較(±s) 分
組別 n 神經(jīng)功能評(píng)分EAE組 16 2.533±0.698氟西汀組 16 1.270±0.3761)對(duì)照組 20 01)與EAE組相比,1)P<0.01
2.2 血清中Tau蛋白表達(dá)(見表2)
表2 各組Tau蛋白比較(±s) pg/mL
表2 各組Tau蛋白比較(±s) pg/mL
組別 n Tau蛋白EAE組 16 80.710±4.217氟西汀組 16 58.260±5.3661)對(duì)照組 20 19.950±2.8032)與EAE組相比,1)P<0.01,2)P<0.001
2.3 組織病理變化 HE染色發(fā)現(xiàn)EAE組小鼠大腦炎性浸潤(rùn)呈典型的“袖套樣”改變,浸潤(rùn)細(xì)胞以淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞為主,并且炎性浸潤(rùn)部位及程度與臨床癥狀密切相關(guān)。氟西汀組小鼠大腦實(shí)質(zhì)中炎性細(xì)胞浸潤(rùn)明顯減少。對(duì)照組小鼠大腦未見明顯異常改變。
本研究表明氟西汀能促進(jìn)急性期EAE小鼠神經(jīng)功能緩解。Mostert等[4]的研究表明MS患者使用氟西汀之后,使 MRI增強(qiáng)病灶數(shù)目減少。本研究中,組織學(xué)表明EAE組小鼠大腦炎性細(xì)胞浸潤(rùn)增多,氟西汀組小鼠大腦炎性細(xì)胞浸潤(rùn)較EAE組減少。氟西汀的抗炎作用并未完全明確,但是研究表明氟西汀可能通過5-HT的調(diào)節(jié)來發(fā)揮作用。O’Connell等[5]認(rèn)為氟西汀抑制樹突細(xì)胞從細(xì)胞外環(huán)境攝取5-HT和活化T細(xì)胞(合成5-HT)??赡軐?dǎo)致減少環(huán)磷酸腺苷(cAMP)的產(chǎn)生和促進(jìn)初始T細(xì)胞的活化和分化[6],這可能是治療 MS的一個(gè)機(jī)制。氟西汀提高星形膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)cAMP信號(hào)傳導(dǎo),下調(diào)了Ⅱ類反式激活蛋白,從而抑制了促炎因子MCH-Ⅱ[6,7]。這個(gè)機(jī)制可以抑制具有免疫活性的CNS抗原提呈細(xì)胞所介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。病灶內(nèi)軸索損傷與病灶內(nèi)炎癥程度相關(guān),表明炎癥是軸索損傷和脫髓鞘的病因。干擾素-γ(INF-γ)是導(dǎo)致髓鞘損傷和修復(fù)免疫介導(dǎo)的脫髓鞘病變的主要促炎性細(xì)胞因子[8]。MS患者和EAE小鼠的CNS中發(fā)現(xiàn)有高濃度的INF-γ蛋白和mRNA,并且和疾病的嚴(yán)重程度相關(guān)[9]。使用抗IFN-γ抗體治療EAE小鼠能減少EAE的發(fā)病率。氟西汀能減少促炎性因子INF-γ、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的釋放,增加抗炎因子白介素-10(IL-10)的釋放[10]。氟西汀通過減少INF-γ,抑制炎癥反應(yīng),減輕軸索損傷、脫髓鞘以及減少病灶。因此IFN-γ表達(dá)的調(diào)節(jié)可能是氟西汀治療EAE的機(jī)制之一。氟西汀作為MS的候選藥的原因還包括:星形膠質(zhì)細(xì)胞的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的產(chǎn)生,比如腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子,刺激星形膠質(zhì)細(xì)胞糖原分解和鈉離子通道的阻礙[11-13]。鈉離子通道活化和星形膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)糖原分解受損導(dǎo)致減少軸索能量代謝被認(rèn)為在MS患者軸損害中起了很重要的作用[14]。MS患者中,氟西汀提高腦白質(zhì)N-乙酰門冬氨酸/肌酸的比例,而N-乙酰門冬氨酸/肌酸被認(rèn)為是軸索能量代謝的一種指標(biāo)。Tau蛋白被認(rèn)為是軸索損害、疾病進(jìn)展和不可逆神經(jīng)功能缺損的生物學(xué)標(biāo)記。本實(shí)驗(yàn)研究表明氟西汀干預(yù)組和對(duì)照組相比,血液中Tau蛋白濃度顯著減少,神經(jīng)功能評(píng)分差異顯著,認(rèn)為氟西汀促進(jìn)EAE小鼠神經(jīng)功能的緩解。
總之,氟西汀能促進(jìn)急性EAE神經(jīng)功能緩解和抑制CNS脫髓鞘,表明其有神經(jīng)保護(hù)作用。
[1]Weingarten MD,Lockwood AH,Hwo S-Y,etal.A protein factor essential for microtubule assembly[J].Proc Natl Acad Sci USA,1975,72:1858-1862.
[2]Kosik KS,F(xiàn)inch EA.MAP2and tau segregate into dendriticand axonal domains after the elaboration of morphologicallydistinct neurites:An immunocytochemical study of cultured rat cerebrum[J].J Neurosci,1987,7:3142-3153.
[3]Garrison GD,Levin GM.Factors affecting prescribing of the newer antidepressants[J].Ann Pharmacother,2000,34:10-14.
[4]Mostert JP,Admiraal-Behloul F,Hoogduin JM,etal.Effects of fluoxetine on disease activity in relapsing multiple sclerosis:A double-blind,placebo-controlled,exploratorystudy[J].J Neurol Neurosurg Psychiatry,2008,79:1027-1031.
[5]O’Connell PJ,Wang X,Leon-Ponte M,etal.A novel form of immune signaling revealed by transmission of the inflammatory mediator serotonin between dendritic cells and T cells[J].Blood,2006,107:1010-1017.
[6]Li G,Harton JA,Zhu X,etal.Downregulation of CIITA function by protein kinase a(PKA)-mediated phosphorylation:Mechanism of prostaglandin E,cyclic AMP,and PKA inhibition of classⅡ major histocompatibility complex expression in monocytic lines[J].Mol Cell Biol,2001,21:4626-4635.
[7]Dong Y,Rohn WM,Benveniste EN.IFN-gamma regulation of the typeⅣclassⅡtransactivator promoter in astrocytes[J].J Immunol,1999,162:4731-4739.
[8]Wei ZS,Hong MF,Su QX,etal.Super-h(huán)igh-dose methylprednisolone does not improve efficacy or induce glucocorticoid resistance in experimental allergic encephalomyelitis[J].Neuroimmunomodulation,2011,18:28-36.
[9]Owens T,Wekerle H,Antel J.Genetic models for CNS inflammation[J].Nat Med,2001,7:161-166.
[10]Kenis G,Maes M.Effects of antidepressants on the production of cytokines[J].Int J Neuropsychopharmacol,2002,5:401-412.
[11]Mercier G,Lennon AM,Renouf B,etal.MAP kinase activation by fluoxetine and its relation to gene expression in cultured rat astrocytes[J].J Mol Neurosci,2004,24:207-216.
[12]Kong EK,Peng L,Chen Y,etal.Up-regulation of 5-HT2Breceptor density and receptor-mediated glycogenolysis in mouse astrocytes by long-term fluoxetine administration[J].Neurochem Res,2002,27:113-120.
[13]Pancrazio JJ,Kamatchi GL,Roscoe AK,etal.Inhibition of neuronal Na+channels by antidepressant drugs[J].J Pharmacol Exp Ther,1998,284:208-214.
[14]Bechtold DA,Kapoor R,Smith KJ.Axonal protection using flecainide in experimental autoimmune encephalomyelitis[J].Ann Neurol,2004,55:607-616.