IL-38通过SIRT1/HIF-1α信号通路调节Th17/Treg平衡抑制胶原诱导性关节炎大鼠炎性反应

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laoyang2009123456
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目的:类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)是临床常见的风湿免疫疾病之一,其发病率居首位,目前,我国患病率为0.32%-0.36%,全世界患病率为0.5%-1.0%,且逐年上升。类风湿关节炎的高发病率和高致残率严重地影响患者的生活质量。目前研究发现Th17/Treg细胞失衡在类风湿关节炎起着关键作用,调整Th17细胞和Treg细胞亚群的失衡是治疗RA的核心靶点。Interleukin-38(IL-38)是IL-1家族新成员,对炎症性免疫过程有抑制作用,有研究发现,IL-38可以在多种自身免疫性疾病中发挥重要作用。本研究通过建立胶原诱导性关节炎大鼠(CIA)模型,观察IL-38通过SIRT1/HIF-1α信号通路抑制胶原诱导性关节炎大鼠炎性反应,从而为类风湿关节炎的治疗方式提供新的理论依据。研究方法:1.SPF级SD大鼠30只,随机分为对照组(CON组)、CIA模型组(CIA组)、CIA+IL-38(5ng/g)组(IL-38组),每组10只;在鼠尾根部皮下注射牛II型胶原乳剂建立CIA大鼠模型;连续观察大鼠后足情况,关节症状评分采用关节炎指数积分法进行评定,算出每组大鼠关节炎评分平均值;待给药结束后,通过HE染色观察大鼠滑膜组织的病理变化;ELISA检测各组大鼠血清中Th 17细胞因子及分化相关因子和Treg细胞因子水平的变化;流式细胞检测Th17/Treg细胞情况;q RT-PCR检测Th17/Treg相关基因及Th17/Treg细胞因子的表达情况,免疫组化、免疫荧光观察SIRT1/HIF-1α的表达变化。2.SPF级SD大鼠30只,随机分为CIA模型组(CIA组)、CIA+IL-38(5ng/g)组(IL-38组)、CIA+IL-38(5ng/g)+SIRT1抑制剂(EX527 1ug/kg)组(SIRT1i组),每组10只;在鼠尾根部皮下注射牛II型胶原乳剂建立CIA大鼠模型;观察各组大鼠关节炎评分;通过HE染色观察关节滑膜组织病理变化;ELISA检测血清中Th17细胞因子及分化相关因子和Treg细胞因子水平的变化;流式细胞检测Th17/Treg细胞;q RT-PCR检测Th17/Treg相关基因及细胞因子的表达情况;免疫荧光和Western Blot检测SIRT1/HIF-1α信号通路相关蛋白。结果:1.第一部分:1)关节炎指数评分:各造模组大鼠关节炎指数积分明显增高,在同一时间点与空白对照组比较,均有显著性差异(P<0.05),与CIA组相比,IL-38组大鼠的关节炎指数评分明显降低(P<0.05);2)HE染色显示:对照组大鼠踝关节结构完整,未见明显损伤。CIA组大鼠踝关节结构紊乱,滑膜细胞增生明显,间质内大量炎性细胞浸润,血管翳形成,部分甚至侵蚀到软骨表面破坏关节。与CIA模型组相比,IL-38组关节损伤明显减轻,滑膜组织细胞的炎性细胞明显减少;3)血清细胞因子水平:与对照组相比,CIA组大鼠IL-17、IL-21、IL-22、IL-6、IL-23的表达均升高,TGF-β、IL-10的表达则降低(P<0.05);与CIA组相比,IL-38组大鼠IL-17、IL-21、IL-22、IL-6、IL-23的表达下降,TGF-β、IL-10的表达则升高(P<0.05)。4)流式细胞检测:与CIA组相比,IL-38组大鼠的脾MNCs CD4+IL-17A+细胞的细胞百分数回落,CD4+CD25+Foxp3+细胞的细胞百分数回升(P<0.05);IL-38组Treg/Th17细胞比值比CIA有所升高(P<0.05);5)Th17/Treg相关基因:与CIA组相比,IL-38组大鼠Th17细胞的转录因子RORγt的m RNA表达降低,Treg细胞的转录因子Foxp3的m RNA表达升高(P<0.05);Th17细胞因子IL-17、IL-21、IL-22的m RNA表达下降,促进Th17细胞分化的IL-6、IL-23 m RNA表达下降,Treg细胞因子TGF-β、IL-10的m RNA表达则升高(P<0.05)。6)免疫荧光和免疫组化结果显示:与对照组相比,CIA组大鼠的NF-κb、AP-1的表达明显升高(P<0.05),与CIA组相比,IL-38组大鼠的NF-κb、AP-1的表达显著降低(P<0.05);7)免疫荧光结果显示:与对照组相比,CIA组大鼠的SIRT1的阳性表达减少,HIF-1α的阳性表达升高(P<0.05);与CIA组相比,IL-38组大鼠的SIRT1的阳性表达降低,HIF-1α的阳性表达降低(P<0.05)。2.第二部分:1)关节炎指数评分:IL-38组大鼠的关节炎指数积分明显较CIA组降低,而SIRT1i的大鼠关节炎积分较IL-38组高(P<0.05);2)HE染色结果:IL-38组大鼠踝关节明显较CIA组有所改善,而SIRT1i组大鼠踝关节的结构明显增生,且结构紊乱,间质内可见大量炎性细胞浸润,软骨表面局灶性变性程度较重,甚至破坏关节;3)血清细胞因子:与CIA组相比,IL-38组Th17分泌的细胞因子IL-17、IL-21和IL-22的表达水平均下降,而Treg细胞分泌的细胞因子TGF-β和IL-10的表达水平则升高(P<0.05)。与IL-38组相比,SIRT1i组,Th17分泌的细胞因子IL-17、IL-21和IL-22的表达均增加,Treg细胞分泌的细胞因子TGF-β和IL-10的表达则减少(P<0.05)。与CIA组相比,IL-38组的促进Th17分化的细胞因子IL-6和IL-23的表达水平下降(P<0.05),与IL-38组相比,SIRT1i组IL-6、IL-23的表达升高(P<0.05)。4)流式细胞检测:SIRT1i组大鼠的脾MNCs CD4+IL-17A+细胞的细胞百分数较IL-38组升高(P<0.05),CD4+CD25+Foxp3+细胞的细胞百分数有所降低(P<0.05),而SIRT1i组与CIA组无明显差异(P>0.05),Treg/Th17细胞比值在SIRT1i组中明显较IL-38组降低(P<0.05);而SIRT1i组与CIA组相比,Treg/Th17细胞比值无统计学意义(P>0.05);5)Th17/Treg相关基因:与IL-38组相比,SIRT1i组大鼠的Th17细胞的转录因子RORγt的m RNA表达升高,Treg细胞的转录因子Foxp3的m RNA表达降低(P<0.05),Th17细胞因子IL-17、IL-21、IL-22的m RNA表达升高,Treg细胞因子TGF-β、IL-10的m RNA表达则降低(P<0.05),SIRT1i组大鼠的IL-6、IL-23的m RNA表达升高(vs.IL-38组,P<0.05);6)SIRT1/HIF-1α相关蛋白:免疫荧光和Western Blot结果显示,与CIA组相比,IL-38组SIRT1阳性表达较高,HIF-1α、Myd88、NF-κb及AP-1阳性表达较低(P<0.05),与IL-38组相比,SIRT1i组大鼠滑膜组中HIF-1α、Myd88、NF-κb及AP-1阳性表达较为明显增加,SIRT1阳性表达较少(P<0.05)。结论:IL-38可以缓解CIA关节损伤,抑制炎症反应,改善CIA的Th17/Treg失衡,其作用机制可能与调控SIRT1/HIF-1α信号通路有关。
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