趙鵬,孫偉紅,魏曉芳,卜曉翠,高岱清
(青島市中心醫(yī)院,山東 青島 266042;#青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬心血管病醫(yī)院)
多西環(huán)素(doxycycline)是一種常用的半合成四環(huán)素類抗生素,通過抑制細(xì)菌的蛋白合成發(fā)揮殺菌作用。也有報(bào)道多西環(huán)素除抗菌作用外,在治療實(shí)驗(yàn)性變應(yīng)性腦脊髓炎、帕金森病、多發(fā)性硬化癥、恙蟲病和脊髓損傷過程中也具有一定療效[1-5]。研究發(fā)現(xiàn)多西環(huán)素的治療作用與抗炎作用有關(guān),后者可抑制小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的活化和增值,減少小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞分泌細(xì)胞因子[6,7]。但是目前關(guān)于多西環(huán)素具體的抗炎機(jī)制尤其對(duì)于適應(yīng)性免疫的調(diào)節(jié)作用還不清楚。
樹突狀細(xì)胞(Dendritic cell,DC)是一種體內(nèi)重要的抗原遞呈細(xì)胞,其既可啟動(dòng)適應(yīng)性的免疫應(yīng)答反應(yīng),也可誘導(dǎo)中樞和外周耐受。而多西環(huán)素對(duì)DC 分化成熟和功能方面的研究已有報(bào)道。因此,我們?cè)贒C 培養(yǎng)條件下加入多西環(huán)素,觀察多西環(huán)素對(duì)DC表型和功能的影響,以揭示多西環(huán)素的抗炎機(jī)制。
1.1 材料
1.1.1 試劑 重組人IL-4 和GM-CSF 購自R&D 公司,1640 培養(yǎng)基和胎牛血清購自PAA 公司,LPS 購自Sigma 公司,抗CD83、CD80 和HLA-DR 熒光抗體購自BD 公司,抗CD3 標(biāo)記磁珠購自Miltenyi Biotec 公司,MACS 分離柱購自Miltenyi Biotec。
1.1.2 儀器CO2 培養(yǎng)箱(上海力康),RT-6000 酶標(biāo)儀(雷杜公司),倒置顯微鏡(日本olympus),F(xiàn)ACSCalibur 流式細(xì)胞儀(美國BD 公司)。
1.2 方法
1.2.1 人外周血單核細(xì)胞來源的DC 的誘導(dǎo)Ficoll不連續(xù)密度梯度離心法分離健康人外周血單個(gè)核細(xì)胞,貼壁培養(yǎng)細(xì)胞加入rhIL-4(500 U/mL)及rhGMCSF(500 U/mL)誘導(dǎo)向DC 分化,在37℃,5%CO2 條件下培養(yǎng)5 天后,用LPS(1μg/mL)誘導(dǎo)成熟。對(duì)照組只加IL-4 和GM-CSF 培養(yǎng)5 天,1μg/mLLPS 培養(yǎng)2天后誘導(dǎo)成熟。處理組IL-4 和GM-CSF 培養(yǎng)5 天后,分別加入100 ng/mL 和300 ng/mL 的多西環(huán)素同LPS一起培養(yǎng)兩天。
1.2.2 流式檢測(cè) 分別取各組細(xì)胞,用PBS 洗兩次,調(diào)整細(xì)胞密度1 ×106 個(gè)/mL,100μL 重懸細(xì)胞,按照試劑盒說明分別用FITC 標(biāo)記的CD83、CD80 和HLADR 標(biāo)記各組細(xì)胞,震蕩均勻,室溫避光放置20 min,1 200 rpm 離心5 min,棄上清,加入2mL PBS,1 200 rpm 離心5 min,棄上清,加入400μLPBS,混勻后上機(jī)檢測(cè)。
1.2.3 ELISA 加0.1 mL 離心后的細(xì)胞培養(yǎng)上清液于反應(yīng)孔中,置37℃孵育60 min。然后洗板5 次。同時(shí)設(shè)有空白孔和標(biāo)準(zhǔn)品孔。在各反應(yīng)孔中,加入新鮮稀釋的生物素化抗體工作液0.1 mL,37℃孵育1小時(shí),洗板5 次。加酶結(jié)合工作液0.1 mL,37℃避光孵育30 min,洗板5 次。加入0.1 mL 顯色底物液,37℃避光孵育15 min 后,于各反應(yīng)孔中加入終止液0.1 mL,混勻后10 min 內(nèi)測(cè)量OD 值。
1.2.4 T 細(xì)胞增值實(shí)驗(yàn) 用抗CD3 標(biāo)記磁珠(Miltenyi Biotec)和MACS 分離柱(Miltenyi Biotec),通過免疫磁珠陽性選擇從單個(gè)核細(xì)胞中分離T 細(xì)胞,各組DCs與CD3+T 細(xì)胞以1:20 比例共培養(yǎng)96 h。在終止培養(yǎng)前16 h 每孔加入10μL3H-TdR,通過閃爍記數(shù)儀中測(cè)定每個(gè)樣品的每分鐘脈沖數(shù),并計(jì)算其增值數(shù)值。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS11.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)采用±s表示,組間比較采用單因素方差分析。
2.1 多西環(huán)素對(duì)樹突狀細(xì)胞形態(tài)和表型的影響 如圖1,細(xì)胞形態(tài)呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化,培養(yǎng)至第7 天后,可見對(duì)照組和處理組具有典型DC 細(xì)胞的特征,細(xì)胞體積明顯增大,表面可見細(xì)小的毛刺狀突起,各組細(xì)胞形態(tài)無明顯差異。臺(tái)盼藍(lán)染色發(fā)現(xiàn)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組大劑量多西環(huán)素誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生死亡沒有顯著差異。收集培養(yǎng)7 d 的各組細(xì)胞,通過流式檢測(cè)100 ng/mL 和300 ng/mL 多西環(huán)素處理組DC 表面HLA-DR 表達(dá)相對(duì)于對(duì)照組明顯下調(diào),而各組DC 表面表達(dá)CD83 和CD80 無顯著差異。
圖1 多西環(huán)素對(duì)DC 表型的影響
2.2 多西環(huán)素對(duì)DC 細(xì)胞因子分泌的影響 收集各組DC 的培養(yǎng)上清ELISA 檢測(cè)(圖2),發(fā)現(xiàn)100 ng/mL和300ng/mL 多西環(huán)素處理組IL-1β、IL-6、TNF-α和IL-12 分泌較對(duì)照組明顯下調(diào),且隨著劑量增加細(xì)胞因子分泌減少,而對(duì)IL-10 分泌無影響。
圖2 多西環(huán)素抑制DC 分泌IL-1β、IL-6、TNF-α和IL-12
2.3 DC 對(duì)異基因淋巴細(xì)胞的增殖的作用 收集培養(yǎng)第7 天的各組DC 作為刺激細(xì)胞,與同種型外周血T 細(xì)胞混合培養(yǎng)。如圖3,結(jié)果顯示100 ng/mL 和300 ng/mL 多西環(huán)素處理組誘導(dǎo)同型T 細(xì)胞增殖的能力顯著低于對(duì)照組,且隨著多西環(huán)素劑量增加刺激T 細(xì)胞增殖的能力變?nèi)酢?/p>
圖3 多西環(huán)素抑制DC 誘導(dǎo)的異基因淋巴細(xì)胞的增殖
多西環(huán)素是一種抗生素,其也是一種抗炎藥物。多西環(huán)素的抗炎作用源于其抑制金屬蛋白酶的表達(dá)[4],近來研究發(fā)現(xiàn)多西環(huán)素可抑制巨噬細(xì)胞分泌TNF-α、IL-6 和IL-8 等炎癥介質(zhì)[7]。也有研究發(fā)現(xiàn),多西環(huán)素能誘導(dǎo)多種免疫細(xì)胞發(fā)生凋亡。而目前關(guān)于多西環(huán)素對(duì)DC 分化成熟和功能影響的研究很少。
實(shí)驗(yàn)性變應(yīng)性腦脊髓炎、多發(fā)性硬化癥、恙蟲病感染和脊髓損傷與T 細(xì)胞介導(dǎo)免疫反應(yīng)有關(guān)[9,10]。而樹突狀細(xì)胞作為一種抗原遞呈細(xì)胞,在啟動(dòng)特異性T細(xì)胞免疫應(yīng)答中發(fā)揮關(guān)鍵作用[11,12]。DC 為T 細(xì)胞活化提供三個(gè)信號(hào),除為T 細(xì)胞提供抗原肽:MHC 分子復(fù)合物這一抗原信號(hào)外,還表達(dá)高水平輔助刺激分子HLA-DR、CD80 和CD86,為T 細(xì)胞提供充足第二信號(hào)。此外,DC 也分泌IL-12、IL-6、IL-1β和TNFα促進(jìn)免疫應(yīng)答反應(yīng),而分泌IL-10 抑制免疫反應(yīng)。本研究我們發(fā)現(xiàn)100 ng/mL 和300 ng/mL 多西環(huán)素處理組DC 較對(duì)照組HLA-DR 的表達(dá)明顯下調(diào),而CD83 和CD80 的表達(dá)無顯著差異。兩多西環(huán)素處理組DC 較對(duì)照組分泌IL-6、TNF-α和IL-12 顯著減少,刺激T 細(xì)胞增殖的能力降低,且具有劑量依賴性。這些結(jié)果表明多西環(huán)素可通過影響DC 的分化成熟、細(xì)胞因子分泌和刺激T 細(xì)胞增值能力而發(fā)揮抗炎作用。
本研究證實(shí)了多西環(huán)素可通過影響DC 的抗原遞呈能力、細(xì)胞因子的分泌、刺激T 細(xì)胞增殖能力而發(fā)揮抗炎作用,為臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。
[1]Noman MZ,Janji B,Kaminska B,et al.Blocking hypoxia-induced autophagy in tumors restores cytotoxic T-cell activity and promotes regression[J].Cancer Res,2011,71:5976-5986.
[2]Bernardino AL,Kaushal D,Philipp MT.The antibiotics doxycycline and minocycline inhibit the inflammatory responses to the Lyme disease spirochete Borrelia burgdorferi[J].JInfect Dis,2009,199:1379-1388.
[3]Tikka T,Fiebich BL,Goldsteins G,et al.Minocycline,a tetracycline derivative,isneuroprotectiveagainst excitotoxicity by inhibitingactivation and proliferation of microglia[J].JNeurosci,2001,21:2 580-2588.
[4]Curci JA,Mao D,Bohner DGet al.Preoperative treatment with doxycycline reduces aortic wall expression and activation of matrix metalloproteinases in patients with abdominal aortic aneurysms[J].J Vasc Surg,2000,31:325-342.
[5]Chen X,Ma X,Jian.Prospects of minocycline in multiple sclerosis[J].JNeuroimmunol,2011,235:1-8.
[6]Nikodemova M,Watters JJ,Jackson SJ,et al.Minocycline down-regulates MHCIIexpression in microglia and macrophagesthrough inhibition of IRF-1 and protein kinase C(PKC)alpha/betaII[J].J Biol Chem,2007,282:15208-15216.
[7]Cazalis J,Bodet C,Gagnon G,et al.Doxycycline reduces lipopolysaccharide-induced inflammatory mediator secretion in macrophage and ex vivo human whole blood models[J].J Periodontol,2008,79:1762-1768.
[8]Liu J,Kuszynski CA,Baxter BT.Doxycycline induces Fas/Fas ligandmediated apoptosis in Jurkat T lymphocytes[J].Biochem Biophys Res Commun,1999,260:562-567.
[9]Ota K,Matsui M,Milford EL,et al.T-cell recognition of an immunodominant myelin basic protein epitope in multiple sclerosis[J].Nature,1990,346:183-187.
[10]Howell MD,Winters ST,Olee T,et al.Vaccination against experimental allergic encephalomyelitis with T cell receptor peptides[J].Science,1989,246:668-670.
[11]Banchereau J,Briere F,Caux C,et al.Immunobiology of dendritic cells[J].Annu Rev Immunol,2000,18:767-811.
[12]唐蓓.LPS 介導(dǎo)的樹突狀細(xì)胞成熟過程中的表型變化[J].中國免疫學(xué)雜志,2012,28(2):114-121.