基于PD1/PDL1信号通路研究阳和平喘颗粒对哮喘模型大鼠Th17/Treg细胞免疫失衡的影响

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目的通过整体动物实验和离体细胞实验探讨阳和平喘颗粒能否通过调控PD1/PDL1信号通路调节Th17/Treg细胞免疫失衡,从而改善哮喘模型大鼠的气道炎症。方法1整体动物实验通过OVA致敏和雾化激发建立哮喘大鼠模型,分为正常组、模型组、阳和平喘颗粒低、中、高剂量组和阳性药物组(地塞米松),激发4周末处理大鼠,观察及检测指标:(1)雾化激发时观察大鼠一般状态及行为学改变。(2)大鼠肺组织病理切片HE染色。(3)大鼠支气管肺泡灌洗液中炎症细胞计数及分类。(4)ELISA法检测大鼠血清IL-10、TGF-β1、IL-17表达水平。(5)流式细胞术分别检测大鼠脾脏Th17、Treg细胞比例。(6)RT-PCR检测大鼠肺组织中Th17细胞转录因子RORγt m RNA表达量,以及Treg细胞转录因子Foxp3 m RNA表达量。(7)Western-blot检测大鼠肺组织中Th17细胞转录因子RORγt蛋白水平,以及Treg细胞转录因子Foxp3蛋白水平。(8)免疫组化检测大鼠肺组织PD1、PDL1水平。2离体细胞实验在CD4+T细胞中加入TGF-β、IL-6、IL-23构建体外Th17/Treg细胞免疫失衡模型,体外转染PDL1si RNA抑制PD1/PDL1通路,转染PDL1过表达载体促进PD1/PDL1通路。并分三阶段进行实验:(1)实验一:分为正常组、模型组、模型+阳和平喘颗粒最佳含药血清组、模型+阳性药物组(地塞米松);(2)实验二:筛选PDL1最佳小干扰si RNA后,将实验分为正常组、模型组、模型+阳和平喘颗粒最佳含药血清组、模型+PDL1小干扰-NC组,模型+PDL1小干扰组,模型+PDL1小干扰+阳和平喘颗粒最佳含药血清组。(3)实验三:构建PDL1过表达载体转染细胞后,实验分为正常组、模型组、模型+阳和平喘颗粒最佳含药血清组、模型+PDL1过表达-NC组,模型+PDL1过表达组,模型+PDL1过表达+阳和平喘颗粒最佳含药血清组。给予相应干预后,采用流式细胞技术检测各组Th17和Treg细胞比例。Elisa检测Th17相关细胞因子TGF-β1、IL-17以及Treg相关细胞因子IL-10水平。RT-PCR、Western blot分别检测Th17细胞分化相关TGF-β1、RORγt、IL-17及Treg细胞分化相关Foxp3、IL-10基因和蛋白表达水平。RT-PCR、Western blot检测PD1-PDL1通路PD1以及PDL1基因和蛋白表达水平。结果1整体动物实验研究结果(1)阳和平喘颗粒对哮喘模型大鼠行为学的影响:模型组、各药物治疗组大鼠在激发1周后均出现哮喘样症状及食欲下降,喜蜷卧,精神欠佳,便溏、毛发倒伏且粗糙失泽、舌色发青、畏冷等现象,正常组未见明显的异常表现,经阳和平喘颗粒、地塞米松分别干预后,大鼠的哮喘样症状和其他症状、体征较模型组均有不同程度的改善。(2)阳和平喘颗粒对哮喘模型大鼠肺组织病理的影响:与正常组比较,模型组大鼠肺组织结构损坏严重,支气管上皮脱落,管腔狭窄,管壁平滑肌增厚,内部充斥大量黏液状物质,管壁周围大量炎症细胞浸润。与模型组比较,阳和平喘颗粒低、中、高剂量组及地塞米松组肺组织炎症浸润情况得到不同程度改善,主要表现为支气管管腔狭窄程度及平滑肌增厚程度减轻,炎症细胞浸润程度及黏性分泌物减少。(3)阳和平喘颗粒对哮喘大鼠模型肺泡灌洗液中炎症细胞的影响:与正常组比较,模型组肺泡灌洗液中各炎性细胞计数显著升高(P<0.01);与模型组比较,阳和平喘颗粒高中剂量组和地塞米松组肺泡灌洗液中嗜酸性粒细胞、淋巴细胞计数差异具有统计学意义(P<0.05),阳和平喘颗粒高剂量组和地塞米松组肺泡灌洗液中性粒细胞计数差异具有统计学意义(P<0.05)。(4)阳和平喘颗粒对哮喘模型大鼠Th17和Treg细胞因子的影响:与正常组比较,模型组血清中IL-10的含量,显著降低(P<0.01);与模型组比较,阳和平喘颗粒组和地塞米松组血清中IL-10的含量,显著升高(P<0.01);与正常组比较,模型组血清中IL-17、TGF-β1的含量,显著升高(P<0.01);与模型组比较,阳和平喘颗粒组和地塞米松组血清中IL-17、TGF-β1的含量,显著降低(P<0.01)。(5)阳和平喘颗粒对哮喘模型大鼠脾组织Th17细胞、Treg细胞比例的影响:与正常组比较,模型组大鼠脾脏中Th17细胞比例均显著升高(P<0.01)、Treg细胞比例均显著下降(P<0.01);与模型组比较,阳和平喘颗粒低、中、高剂量组及地塞米松组脾脏中Th17细胞比例均显著下降(P<0.01)、Treg细胞比例均显著上升(P<0.01)。(6)阳和平喘颗粒对哮喘模型大鼠肺组织Th17细胞、Treg细胞特异性转录因子基因和蛋白的影响:(1)与正常组比较,模型组Th17细胞特异性转录因子RORγt m RNA表达显著升高(P<0.01);与模型组比较,阳和平喘颗粒高、中剂量组和地塞米松组Th17细胞特异性转录因子RORγt m RNA表达显著降低(P<0.01)。与正常组比较,模型组Treg细胞特异性转录因子Foxp3 m RNA表达显著降低(P<0.01);与模型组比较,阳和平喘颗粒组和地塞米松组Treg细胞特异性转录因子Foxp3 m RNA表达显著升高(P<0.01)。(2)与正常组比较,模型组Th17细胞特异性转录因子RORγt蛋白表达显著升高(P<0.01);与模型组比较,阳和平喘颗粒组和地塞米松组Th17细胞特异性转录因子RORγt蛋白表达显著降低(P<0.01)。与正常组比较,模型组Treg细胞特异性转录因子Foxp3蛋白表达显著降低(P<0.01);与模型组比较,阳和平喘颗粒组和地塞米松组Treg细胞特异性转录因子Foxp3蛋白表达显著升高(P<0.01);(7)阳和平喘颗粒对哮喘模型大鼠肺组织PD1/PDL1通路蛋白的影响:大鼠肺组织免疫组化示:与正常组对比,模型组PD1和PDL1蛋白表达增加;与模型组对比,阳和平喘颗粒组和地塞米松组PD1和PDL1蛋白表达减少。2离体细胞实验研究结果(1)实验一:(1)阳和平喘颗粒含药血清对体外Th17细胞、Treg细胞因子的影响:与正常组比较,模型组Th17细胞因子IL-17、TGF-β1显著上升(P<0.01),Treg细胞因子IL-10显著下降(P<0.01)。与模型组比较,阳和平喘颗粒组及地塞米松组Th17细胞因子IL-17、TGF-β1显著下降(P<0.01),Treg细胞因子IL-10显著上升(P<0.01)。(2)阳和平喘颗粒含药血清对体外Th17细胞、Treg细胞比例的影响:与正常组比较,模型组Th17细胞比例显著上升(P<0.01),Treg细胞比例显著降低(P<0.01)。与模型组比较,阳和平喘颗粒组及地塞米松组Th17细胞比例显著降低(P<0.01),Treg细胞比例显著上升(P<0.01)。(3)阳和平喘颗粒含药血清对体外Th17和Treg细胞分化相关、PD1/PDL1通路相关基因的影响:与正常组比较,模型组Th17细胞分化相关TGF-β1、IL-17、RORγt和PD1/PDL1通路相关PD1、PDL1 m RNA相对表达量均显著升高(P<0.01);与模型组比较,阳和平喘颗粒组及地塞米松组TGF-β1、IL-17、RORγt、PD1、PDL1m RNA相对表达量均显著降低(P<0.01)。与正常组比较,模型组Treg细胞分化相关IL-10、Foxp3 m RNA相对表达量均显著降低(P<0.01);与模型组比较,阳和平喘颗粒组及地塞米松组IL-10、Foxp3 m RNA相对表达量均显著升高(P<0.01)。(4)阳和平喘颗粒含药血清对体外Th17和Treg细胞分化相关、PD1/PDL1通路相关蛋白的影响:与正常组比较,模型组TGF-β1、IL-17、RORγt、PD1、PDL1蛋白相对表达量均显著升高(P<0.01);与模型组比较,阳和平喘颗粒组TGF-β1、IL-17、RORγt、PD1、PDL1及地塞米松组IL-17、RORγt蛋白相对表达量均显著降低(P<0.05)。与正常组比较,模型组IL-10、Foxp3蛋白相对表达量均显著降低(P<0.01);与模型组比较,阳和平喘颗粒组IL-10蛋白相对表达量显著升高(P<0.05)。(2)实验二:(1)阳和平喘颗粒含药血清对体外模型抑制PD1/PDL1通路Th17细胞、Treg细胞因子的影响:与模型组比较,小干扰组Th17细胞因子IL-17、TGF-β1显著下降(P<0.01),Treg细胞因子IL-10显著上升(P<0.01);与小干扰组比较,小干扰+阳和平喘颗粒Treg细胞因子IL-10显著上升(P<0.01)。(2)阳和平喘颗粒含药血清对体外模型抑制PD1/PDL1通路Th17细胞、Treg细胞比例的影响:与模型组比较,小干扰组Th17细胞比例显著下降(P<0.01),Treg细胞比例显著上升(P<0.01);与小干扰组比较,小干扰+阳和平喘颗粒Th17细胞比例显著下降(P<0.01)、Treg细胞比例显著上升(P<0.01)。(3)阳和平喘颗粒含药血清对体外模型抑制PD1/PDL1通路Th17和Treg细胞分化相关、PD1/PDL1通路相关基因的影响:与模型组比较,小干扰组Th17细胞分化相关IL-17、TGF-β1、RORγt以及通路相关PD1、PDL1 m RNA比例显著下降(P<0.01),Treg细胞分化相关IL-10、Foxp3 m RNA比例显著上升(P<0.01);与小干扰组比较,小干扰+阳和平喘颗粒IL-17、TGF-β1、RORγt、PD1、PDL1 m RNA显著下降(P<0.01),IL-10、Foxp3 m RNA显著上升(P<0.01)。(4)阳和平喘颗粒含药血清对体外模型抑制PD1/PDL1通路Th17细胞、Treg细胞分化相关、PD1/PDL1通路相关蛋白的影响:与模型组比较,小干扰组Th17细胞分化相关TGF-β1蛋白比例显著下降(P<0.05),Treg细胞分化相关IL-10、Foxp3蛋白比例显著上升(P<0.05);与小干扰组比较,小干扰+阳和平喘颗粒RORγt蛋白显著下降(P<0.05)。(3)实验三:(1)阳和平喘颗粒含药血清对体外模型促进PD1/PDL1通路Th17和Treg细胞因子的影响:与模型组比较,过表达组Th17细胞因子IL-17、TGF-β1显著上升(P<0.01),Treg细胞因子IL-10显著下降(P<0.01);与过表达组比较,过表达+阳和平喘颗粒Th17细胞因子IL-17、TGF-β1显著下降(P<0.05),Treg细胞因子IL-10显著上升(P<0.01)。(2)阳和平喘颗粒含药血清对体外模型促进PD1/PDL1通路Th17细胞和Treg细胞比例的影响:与模型组比较,过表达组Th17细胞比例显著上升(P<0.01),Treg细胞比例显著下降(P<0.01);与过表达组比较,过表达+阳和平喘颗粒Th17比例显著下降(P<0.01),Treg细胞比例显著上升(P<0.01)。(3)阳和平喘颗粒含药血清对体外模型促进PD1/PDL1通路Th17细胞和Treg细胞分化相关、PD1/PDL1通路相关基因的影响:与模型组比较,过表达组Th17细胞分化相关IL-17、TGF-β1、RORγt以及通路相关PD1、PDL1 m RNA比例显著上升(P<0.01),Treg细胞分化相关IL-10、Foxp3 m RNA比例显著下降(P<0.01);与过表达组比较,过表达+阳和平喘颗粒IL-17、TGF-β1、RORγt、PD1、PDL1 m RNA显著下降(P<0.01),IL-10、Foxp3 m RNA显著上升(P<0.01)。(4)阳和平喘颗粒含药血清对体外模型促进PD1/PDL1通路Th17和Treg细胞分化相关、PD1/PDL1通路相关蛋白的影响:与模型组比较,过表达组Th17细胞分化相关IL-17、TGF-β1、RORγt以及通路相关PDL1蛋白比例显著上升(P<0.05);与过表达组比较,过表达+阳和平喘颗粒IL-17、TGF-β1、RORγt、PDL1蛋白显著下降(P<0.05)。结论(1)阳和平喘颗粒能有效改善哮喘模型大鼠哮喘气道炎症,调节体内Th17/Treg细胞免疫失衡。(2)阳和平喘颗粒能抑制PD1/PDL1信号通路,减少Th17细胞及相关因子,增加Treg细胞及相关因子,调节Th17/Treg细胞免疫失衡,从而治疗哮喘。
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