齊 玲,王瑋瑤,張艷春,蔡尚霞,楊寧江,劉曉麗
(1.吉林醫(yī)藥學(xué)院病理學(xué)教研室,吉林 吉林 132013;2.北華大學(xué)第二附屬醫(yī)院兒科,吉林 吉林 132021)
近年來(lái)哮喘的患病率和死亡率均呈上升趨勢(shì),哮喘已成為嚴(yán)重威脅公眾健康的一種主要慢性疾病,尤其是兒童哮喘的發(fā)生給患兒及家屬帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān)。研究[1-3]顯示:哮喘的發(fā)生與腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)有關(guān)聯(lián),但研究結(jié)果僅限于對(duì)患者血清TNF-α水平的檢測(cè),而半胱氨酸蛋白酶8(cysteine containing aspirate specific protease-8,Caspase-8)、受體相互作用蛋白(reportor interacting protein,RIP)、腫瘤壞死因子相關(guān)受體2(TNF receptor-associated factors-2,TRAF-2)和半胱氨酸蛋白酶3(cysteine containing aspirate-specific protease-3,Caspase-3)在兒童哮喘發(fā)病中的作用還未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。因此,本研究檢測(cè)不同哮喘發(fā)作狀態(tài)時(shí)患兒血清中TNF-α通路相關(guān)蛋白的表達(dá)變化,探討兒童哮喘的發(fā)生機(jī)制。
1.1 研究對(duì)象 選擇2011年1月—2012年1月在北華大學(xué)第二附屬醫(yī)院住院的33例哮喘患兒,年齡1~14歲,平均年齡(4.8±4.1)歲,其中男性18例,女性15例,患兒診斷均符合2008年中華醫(yī)學(xué)會(huì)修訂的《兒童支氣管哮喘診斷與防治指南》[4]。選擇31名正常門(mén)診體檢兒童作為對(duì)照組,其中男性14名,女性17名,年齡1~18歲,平均年齡(5.8±2.9)歲。本研究通過(guò)北華大學(xué)第二附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)的審核,所有研究對(duì)象均已簽署或由監(jiān)護(hù)人代為簽署知情同意書(shū)。
1.2 主要試劑和儀器 TNF-α、Caspase-8抗體和二氨基聯(lián)苯胺(3,3′-diaminobenzidine,DAB)顯色試劑(美國(guó) Epitomics公司),TRAF-2和Caspase-3抗體(美國(guó)SANTA CRUZ公司),RIP抗體(美國(guó)BD公司);J-26XP超低溫高速離心機(jī)(美國(guó)貝克曼公司),超低溫冰箱(MDF-U53V,日本三洋公司),PLUS 384全自動(dòng)酶標(biāo)儀(美國(guó)MDC公司)。
1.3 ELISA 法檢測(cè) 研究對(duì)象血清中TNF-α、Caspase-8、Caspase-3、TRAF-2和RIP蛋白的表達(dá)水平[5]抽取對(duì)照組研究對(duì)象和哮喘患兒不同時(shí)期(急性發(fā)作期、臨床緩解期及慢性持續(xù)期)的外周靜脈血2mL,室溫靜置4h,將上清小心吸至
1.5 mL Eppendorf管中,做好標(biāo)記后置入4℃冰箱中備用。待收集齊血清樣本,設(shè)空白對(duì)照,每個(gè)樣本3個(gè)復(fù)孔。取受試者血清,將血清與包被液按1∶1比例包被后4℃過(guò)液。封閉后加入TNF-α、Caspase-8 、TRAF-2、RIP和Caspase-3 抗 體(1∶1000稀釋?zhuān)?,?4℃ 過(guò)夜。次日加入二抗(1∶1000稀釋?zhuān)┦覝叵路跤?h,加顯色液室溫避光顯色。于自動(dòng)酶標(biāo)儀492nm處測(cè)定吸光度(A)值,用標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)后計(jì)算樣本濃度。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。各組研究對(duì)象血清中 TNF-α、Caspase-8、Caspase-3、TRAF-2和RIP蛋白表達(dá)水平以表示,組間比較采用單因素方差分析。
各組研究對(duì)象血清中 TNF-α、Caspase-8、Caspase-3、TRAF-2和RIP蛋白表達(dá)水平ELISA結(jié)果顯示:各期哮喘患兒血清中TNF-α表達(dá)水平均升高。與對(duì)照組比較,哮喘患兒急性發(fā)作期血清中 TNF-α、Caspase-3和Caspase-8蛋白表達(dá)水平明顯升高(P<0.05),臨床緩解期及慢性持續(xù)期血清中Caspase-8蛋白表達(dá)水平降低,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),臨床緩解期血清中Caspase-3蛋白表達(dá)水平降低(P<0.05),而慢性持續(xù)期血清中Caspase-3蛋白表達(dá)水平升高(P<0.05)。與對(duì)照組比較,哮喘患兒臨床緩解期、慢性持續(xù)期和急性發(fā)作期血清中TRAF2及RIP蛋白表達(dá)水平差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。
TNF-α是一種由活化的巨噬細(xì)胞所產(chǎn)生的細(xì)胞因子,其在炎癥反應(yīng)和細(xì)胞免疫等多種病理過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。因此,有關(guān)TNF-α信號(hào)傳導(dǎo)通路的研究一直是生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)內(nèi)容。TNF-α和TNF-β雖不同,但其DNA序列同源性可達(dá)56%,氨基酸水平同源性可達(dá)36%,而且兩者作用的受體均為腫瘤壞死因子受體(tumor necrosis factor receptor,TNFR)。TNFR 有TNFR1和TNFR2兩種形式,均為Ⅰ型跨膜糖蛋白,前者在體內(nèi)的大多細(xì)胞表面均廣泛分布,后者僅局限在免疫細(xì)胞。當(dāng)TNF-α與TNFR1結(jié)合后,與細(xì)胞中TNFR死亡域結(jié)合蛋白(TNFR-associated death domain protein,TRADD)結(jié)合,再與細(xì)胞中Fas相關(guān)死亡域蛋白(Fas-associated with death domain protein,F(xiàn)ADD)和Caspase-8結(jié)合,進(jìn)而激活其下游Caspase-3蛋白,通過(guò)經(jīng)典的凋亡途徑使細(xì)胞發(fā)生凋亡[6-7]。另一方面,TNF-α與TNFR1相結(jié)合后,會(huì)募集TRAF2和RIP,進(jìn)而激活NF-κB信號(hào)通路而發(fā)揮多重生理調(diào)控功能[8-10]。
表1 各組研究對(duì)象血清中 TNF-α、Caspase-8、Caspase-3、TRAF-2和RIP蛋白表達(dá)水平Tab.1 Expression levels of TNF-α,Caspase-8,Caspase-3,TRAF-2,and RIP proteins in serum of objects in various groups[,ρB/(μg·L-1)]
表1 各組研究對(duì)象血清中 TNF-α、Caspase-8、Caspase-3、TRAF-2和RIP蛋白表達(dá)水平Tab.1 Expression levels of TNF-α,Caspase-8,Caspase-3,TRAF-2,and RIP proteins in serum of objects in various groups[,ρB/(μg·L-1)]
*P<0.05compared with control group.
ase-3 TRAF2 RIP Control 31 14.01±0.51 20.34±0.80 1.23±0.07 4.13±0.21 0.77±0.07 Asthma 33 Clinical remission 15.75±0.96 18.12±1.12 1.03±0.09* 2.76±0.08 0.71±0.08 Chronic persistent 17.33±0.51 16.11±1.02 1.36±0.21* 4.28±0.42 0.79±0.04 Acute exacerbation 19.86±0.76* 32.99±5.04* 1.40±0.20*3.77±0.37 0.77±0.16 Group n TNF-α Caspase-8 Casp
國(guó)內(nèi)外關(guān)于哮喘與TNF-α的關(guān)系已有大量臨床血清學(xué)檢測(cè)結(jié)果來(lái)支持,但具體TNF-α通路在哮喘發(fā)生機(jī)制中如何發(fā)揮作用尚不清楚[11-13]。本研究結(jié)果顯示:臨床緩解期、慢性持續(xù)期和急性發(fā)作期哮喘患兒血清中TNF-α表達(dá)水平均升高,尤其是急性發(fā)作期哮喘患兒血清中TNF-α表達(dá)水平明顯升高,與對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這說(shuō)明哮喘兒童血清TNF-α水平與哮喘的發(fā)生有密切關(guān)聯(lián),與此前研究[1-3]結(jié)果一致。同時(shí),哮喘患兒處于臨床緩解期和慢性持續(xù)期時(shí),血清中TNF-α表達(dá)水平升高,提示TNF-α可能全程參與了兒童哮喘的發(fā)生發(fā)展。
急性發(fā)作期哮喘患兒血清中Caspase-8蛋白表達(dá)水平明顯升高,這一結(jié)果與TNF-α表達(dá)規(guī)律一致。說(shuō)明哮喘急性發(fā)作可能通過(guò)激活TNF-α通路,活化細(xì)胞中的Caspase-8蛋白,使之表達(dá)增加,引起凋亡經(jīng)典途徑激活而引發(fā)細(xì)胞凋亡,促使哮喘發(fā)生。Caspase-3是凋亡傳導(dǎo)通路的下游凋亡執(zhí)行蛋白[14-15],急性發(fā)作期患兒血清中 Caspase-3蛋白表達(dá)水平亦升高。這進(jìn)一步驗(yàn)證了哮喘急性發(fā)作時(shí)TNF-α通路激活,引起細(xì)胞中Caspase-8蛋白活化后繼而激活Caspase-3蛋白,使細(xì)胞凋亡發(fā)生,最終誘發(fā)哮喘。
本研究結(jié)果顯示:臨床緩解期、慢性持續(xù)期和急性發(fā)作期哮喘患兒血清中TRAF2和RIP蛋白表達(dá)水平與對(duì)照組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這說(shuō)明TRAF2和RIP蛋白可能不參與TNF-α信號(hào)通路在哮喘中的作用。但由于本實(shí)驗(yàn)患兒例數(shù)較少,不能完全排除該2種蛋白的作用。具體哪種細(xì)胞發(fā)生了凋亡,引起患兒哮喘發(fā)生尚未完全定論,也可能有其他的凋亡傳導(dǎo)通路在哮喘發(fā)生中起作用,但哮喘與TNF-α的關(guān)系還需更多的動(dòng)物或細(xì)胞實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)。
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吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2015年2期