LIGHT在IMQ诱导的小鼠银屑病样皮炎中的作用及机制研究

来源 :中国人民解放军陆军军医大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pgwork2011
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研究背景银屑病是一类以红斑、皮肤脱屑和瘙痒为主要表现的一类慢性自身免疫性疾病,其影响了全世界2%的人口。但是目前临床上的治疗手段多以缓解症状,减轻不适及焦虑为主,针对其病因的治疗鲜有采用。最新的治疗手段是针对与银屑病病理发生相关性最大的白介素17(Interleukin 17,IL-17)的单克隆抗体治疗,但是其深入的发病机制有待进一步深入研究,以便为其能够提供更多的治疗方案打好理论基础。肿瘤坏死因子超家族14(Tumor necrosis factor superfamily 14,TNFSF14),又名LIGHT,是肿瘤坏死因子超家族成员之一,其配体在小鼠内有HVEM和LTβR,在人体中除上述两个配体外,还有一配体DcR3。作为一种T细胞活化的共刺激分子,LIGHT通过与其受体的结合在多种免疫性炎症疾病中发挥重要作用。银屑病作为一种重要的免疫炎症相关疾病,LIGHT-HVEM/LTβR通路在其发生发展中的作用不清楚。树突状细胞(Dendritic cells,DCs)是一类重要的专职抗原提呈细胞,它是人体天然免疫系统的重要组成部分,在机体对抗各种病毒及细菌感染过程中吞噬病原体,加工处理其抗原物质,并提呈给淋巴细胞,同时其功能进一步分化发挥免疫作用。DCs也具有一些细胞因子合成及分泌作用,促进免疫反应的发生。但是,在病理条件下,当其错误地将“自我”识别为“非我”时,自身抗原物质被错误提呈,激活适应性免疫应答的产生,从而使机体发生自身免疫性疾病。近年来的研究表明,银屑病与DCs释放的白介素23(Interleukin 23,IL-23)有着密不可分的关系,即IL-23的分泌可以促进银屑病的发生发展。LIGHT与DCs的相互作用对银屑病的病理发生过程的影响尚未见报道。补体,同样也是机体天然性免疫应答的重要组成部分,其能够快速启动炎症反应,并与多种免疫性疾病有着密不可分的关系。最新报道显示,在同种异体抗原刺激下,补体C5a与其受体C5aR1的结合可以促进DCs功能的成熟。因此,不论是补体系统还是LIGHT分子,在银屑病中都可能与天然性免疫应答中的DCs的功能有着密切的关系,值得我们更深入的研究探讨。在本研究中,通过使用IMQ诱导的小鼠银屑病样皮炎模型,我们主要聚焦于LIGHT在银屑病发病过程中的作用及其在此过程中与DCs和C5a/C5aR1通路的关联。研究目的1、明确银屑病发生发展中LIGHT及其受体LTβR/HVEM的表达变化;2、建立IMQ诱导的小鼠银屑病模型,通过比较野生型小鼠与LIGHT基因敲除小鼠的病情程度,明确LIGHT在银屑病病理发生中的关键性作用;3、探讨LIGHT促银屑病病情发展的细胞及分子机制;4、阐明LIGHT在补体C5a/C5aR1通路促银屑病病情发展中的影响。研究方法1、小鼠银屑病发生发展中LIGHT及其受体LTβR/HVEM的表达。(1)建立咪喹莫特(Imiquimod,IMQ)诱导的小鼠银屑病样皮炎模型,收集建模成功后的皮损样本,通过免疫组化(immunohistochemistry,IHC)和蛋白质印记(Western Blot,WB)实验检测小鼠银屑病样皮损中LIGHT及受体LTβR/HVEM的表达情况;(2)在不同时间点(0天、3天、6天)收集小鼠银屑病皮损组织及引流淋巴结,消化并分离细胞,流式细胞术(Flowcytometry,FCM)检测皮肤浸润细胞中LTβR/HVEM的表达情况,明确究竟是何种受体在该病中发挥作用。2、LIGHT基因敲除后对银屑病病理变化的作用。(1)在用IMQ诱导小鼠银屑病样皮炎模型后,根据银屑病皮损面积及严重性程度指标(psoriasis area and severity index,PASI)进行每日评分,绘制随天数变化的分数曲线;(2)苏木精-伊红(Hematoxylin-eosin,H&E)染色后显微镜下观察LIGHT+/+和LIGHT-/-小鼠的皮肤组织表皮的增生情况;(3)免疫荧光染色(Immunofluorescence,IF)检测LIGHT+/+和LIGHT-/-小鼠的皮肤组织中银屑病相关分子IL-17和TNF-α的表达;(4)通过FCM检测LIGHT+/+和LIGHT-/-小鼠银屑病样皮损中免疫细胞的浸润比例。3、LIGHT促进小鼠银屑病病理发展的细胞机制。(1)IF检测LIGHT+/+和LIGHT-/-小鼠诱导银屑病样皮损局部DCs的浸润及LIGHT+/+和LIGHT-/-小鼠淋巴结细胞中DCs的百分比及DCs表面共刺激分子的表达情况;(2)通过体外原代培养LIGHT+/+和LIGHT-/-小鼠的骨髓来源的树突状细胞(Bone Marrow-derived Dendritic Cells,BMDCs),在IMQ刺激后,FCM检测DCs表面共刺激分子的表达情况;(3)体外原代培养BMDCs后,FCM检测IMQ刺激前后DCs IL-23的表达变化;以及LIGHT+/+和LIGHT-/-小鼠来源的BMDC在IMQ刺激后,DCs分泌IL-23的表达变化。4、补体C5a/C5aR1信号通路在银屑病发生中的作用及其与LIGHT的关联。(1)收集IMQ诱导的小鼠银屑样皮炎皮肤组织样本,IHC检测C5aR1的表达;(2)收集IMQ处理的C5aR1+/+和C5aR1-/-小鼠皮炎样品,通过H&E染色及IHC染色评价皮损增生和炎症反应情况;通过FCM检测浸润到皮损组织中DCs的百分比;(3)收集IMQ处理的LIGHT+/+和LIGHT-/-小鼠的皮损样本,IHC检测其C5aR1的表达。研究结果1、小鼠银屑病皮损中LIGHT及其受体HVEM的表达明显升高。与正常的皮肤组织相比,银屑病样皮损局部LIGHT的表达显著升高;然而对于其受体HVEM和LTβR而言,仅存在HVEM的表达显著升高。2、LIGHT缺陷减轻小鼠银屑病样皮炎、降低炎性免疫细胞的浸润,但促进抗炎性免疫细胞的浸润。(1)在IMQ诱导的银屑病样皮炎小鼠模型中,与LIGHT+/+小鼠相比,LIGHT-/-小鼠皮肤大体观皮损程度较低,病理切片显示皮肤增生程度显著减轻,临床PASI指标评分显著降低;(2)与LIGHT+/+小鼠相比,LIGHT-/-小鼠在IMQ处理后,其分泌IFN-γ及IL-17的T淋巴细胞的百分比显著降低,Tregs细胞百分比显著升高;同时皮损组织中TNF-α及IL-17的分泌显著降低。3、在小鼠银屑病样皮炎模型中,LIGHT缺陷降低DCs表面共刺激分子的表达和DCs中炎症因子IL-23的分泌。(1)与LIGHT+/+小鼠相比,LIGHT-/-小鼠在诱导银屑病后,皮损局部和淋巴结内DCs的浸润显著降低,共刺激分子CD80、CD86及MHC-Ⅱ分子的表达显著下调;(2)LIGHT+/+和LIGHT-/-小鼠来源的BMDC在IMQ刺激后,LIGHT-/-小鼠来源的BMDCs表达的共刺激分子CD80、CD86及MHC-Ⅱ分子的表达显著降低;(3)LIGHT+/+小鼠BMDCs在IMQ与重组LIGHT联合刺激后,相比较于IMQ单独刺激下IL-23的分泌显著升高;LIGHT+/+和LIGHT-/-小鼠来源的BMDCs在IMQ刺激后,LIGHT-/-小鼠来源的BMDCs分泌的IL-23显著降低。4、LIGHT参与补体C5a/C5aR1介导的银屑病样皮炎的发生发展。(1)在IMQ处理小鼠后,其皮损组织C5aR1的表达显著升高;(2)与C5aR1+/+小鼠相比,C5aR1-/-小鼠银屑病样皮炎损伤显著减轻;(3)与LIGHT+/+小鼠相比,LIGHT-/-小鼠在诱导银屑病后皮肤组织局部C5aR1的表达显著降低。结论本研究通过小鼠在体实验及体外细胞实验,首次明确了:(1)LIGHT主要通过与其受体HVEM的结合,在银屑病样皮炎的发生发展中起着关键作用;(2)LIGHT可能通过促DCs功能参与银屑病样皮炎的发生发展;(3)此外,LIGHT还可能通过参与补体C5a/C5a R1通路加重银屑病的病理表现。
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