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目的:⑴比较变应性鼻炎(allergic rhinitis,AR)患者及健康人群组胺H4R受体在外周血单个核细胞(peripheral blood monocuclear cells,PBMCs)的表达差异,探讨H4R与AR的相关关系。⑵观察组胺对单核细胞系U937细胞分泌Th1/Th2相关细胞因子的影响,从受体和配基作用的量效关系的多个方面探讨组胺H4R在介导组胺对U937细胞中的作用。⑶建立尘螨变应原刺激外周血单核细胞以及PBMCs的作用模式,从H4R与不同配基的作用以及与H1R比较等方面探讨H4R对AR患者单核细胞及PBMCs的作用机制。观察H4R在AR中的组织学特征,进一步阐明H4R在AR中的免疫调节作用。
方法:
㈠组胺H4R在变应性鼻炎中的表达及临床意义。
对73例确诊AR患者(AR组)以及30例健康人(NAR组),用Western蛋白印迹法以及实时定量荧光聚合酶链反应(real-time fluorescent quantificationPCR,qRT-PCR)检测两组对象PBMCs中组胺H4R的蛋白表达及基因含量。用酶联免疫吸附实验(enzyme linked immunosorbnent assay,ELISA)检测AR组患者外周血血清IL-12及IL-4的含量,分析H4R的表达含量与IL-12、IL-4以及与二者比值的关系。
㈡组胺H4R对单核细胞系U937的调控。
⑴将梯度浓度的组胺分别加入生长活跃期的人骨髓单核细胞细胞系U937细胞共培养,检测共培养前及共培养后第6h、12h、24h、48h、72h时培养上清液中Th1/Th2型细胞因子γ-IFN及IL-6的表达含量,用统计学方法分析组胺对这两种细胞因子的影响有无剂量-效应关系及时间-效应关系,绘制相应的曲线。
⑵综合考虑组胺与U937细胞系生成γ-IFN及IL-6的两条剂量-效应曲线选择一合适的组胺浓度用于后续实验。将生长活跃期U937细胞分别加入PBS液、组胺(10-5M)、组胺(10-5M)+H1R阻断剂Triprolidine(10-7M~10-4M四个梯度浓度)、组胺(10-5M)+H4R阻断剂JNJ7777120(10-7M~10-4M四个梯度浓度)、或梯度浓度的H4R激动剂4-Methylhistamine共培养,ELISA法检测不同时间(0h,12h,24h、48h、72h)各培养上清的γ-IFN及IL-6的表达含量,分析Triprolidine以及JNJ7777120对组胺影响U937分泌两种细胞因子的阻断作用的特点。
⑶依据上面实验结果选择合适的单一浓度的上述试剂重复实验,U937细胞分为六组,分别加入PBS液、组胺、组胺+Triprolidine、组胺+JNJ7777120、组胺+Triprolidine+JNJ7777120、4-Methylhistamine共培养,每组4个重复。ELISA法检测各试剂单一浓度,同一时间(培养后第24h)时上清中的γ-IFN及IL-6的表达含量。用qRT-PCR检测U937细胞组胺H1R及H4R的表达含量。分析组胺H4R在介导组胺对U937细胞调控中的作用,以及比较H4R与H1R在介导组胺生物学效应中的相互关系。
㈢组胺H4R对变应性鼻炎免疫调控机制初探。
⑴组胺H4R对AR单核细胞以及PBMCs的调控:无菌分离人外周血单核细胞以及PBMCs,建立尘螨刺激人单核细胞以及PBMCs的实验模型,观察细胞培养上清中T辅助细胞相关因子的变化。分别抽取对尘螨过敏的AR患者及健康人(Control组)的外周血,提取外周血单核细胞或PBMCs(单核细胞n=24,PBMCsn=24,均为AR组及Control组各一半的实验对象)进行培养。将每位实验对象的PBMCs分为六份,分别加入PBS、尘螨变应原(简称螨)、螨+Triprolidine、螨+JNJ7777120,螨+Triprolidine+JNJ7777120,螨+4-Methylhistamine共培养,检测培养上清中γ-IFN、IL-6、IL-4(PBMCs检测,单核细胞不检测)的含量。qRT-PCR法检测H1R、H4R在AR患者及健康人单核细胞以及PBMCs上的表达。分析H4R对AR患者单核细胞、PBMCs的作用,以及比较H4R与H1R在介导组胺生物学效应中的相互关系。
⑵组胺H4R在AR中的病理学和组织学特点:用HE染色、瑞氏染色、H4R免疫荧光染色对AR患者及健康人PBMCs进行染色,了解H4R在PBMCs上表达的特点;用HE染色、H4R免疫荧光化学染色对AR患者及健康人鼻粘膜进行染色,了解H4R的表达的组织学特点。
结果:
①AR患者PBMCs中H4R蛋白表达和mRNA表达均明显高于健康对照组。AR患者的mRNA含量与IL-4的表达呈正相关(r=0.71,P<0.01),与IL-12的表达呈负相关(r=-0.64,P<0.01),与IL-4/IL-12比值亦有显著的相关性(r=0.84,P<0.01)。
②组胺H1R及H4R在单核细胞系U937细胞上均有表达,以GAPDH为内参,组胺H4型受体的表达量高于H1型受体,其相对表达量分别为0.60%及0.29%。
③组胺对U937细胞的调控:组胺能呈剂量依赖性地抑制U937细胞分泌γ-IFN,同时增加U937细胞分泌IL-6(γ-IFN:F=96.14,P<0.01,IL-6:F=134.18,P<0.01)。组胺对U937分泌γ-IFN和IL-6的影响也具有时间依赖性(重复测量的方差分析,γ-IFN:球形检验P=0.69,各时间点差异F=18.96,P<0.01;IL-6:球形检验P<0.01,Pillai's Trace F=113.89,P<0.01)。
④组胺H4R介导组胺对U937细胞调控中的作用:组胺H4R的特异性激动剂4-Methylhistamine能引起U937细胞的上述类似组胺的相似作用。组胺H4R特异性阻断剂JNJ7777120能显著性阻断组胺对U937分泌γ-IFN和IL-6的影响。JNJ7777120对组胺抑制U937分泌γ-IFN的阻断作用有剂量依赖性(F=65.93,P<0.01),但无时间依赖性,对组胺刺激U937分泌IL-6的阻断作用有剂量依赖性和时间依赖性(剂量:F=39.97,P<0.01;时间:球形检验P<0.01,Pillai's TraceF=370.54,P<0.01)。H1R阻断剂Triprolidine对组胺对U937分泌上述两种细胞因子的影响也有显著性阻断作用。JNJ7777120与Triprolidine二者对组胺对U937分泌细胞因子的阻断作用呈叠加(γ-IFN)或交互作用(IL-6)。
⑤组胺H4R对人外周血单核细胞及PBMCs的影响:(1)尘螨变应原刺激能引起对尘螨过敏的AR患者外周血单核细胞及PBMCs培养上清液中细胞因子呈Th2型细胞因子IL-6、IL-4(PBMCs中)升高,Th1型细胞因子γ-IFN下降的变化,与对照组相比,三种细胞因子的变化均有显著性差异。尘螨变应原刺激不能引起健康人外周血单核细胞及PBMCs的类似变化。(2)组胺H4R阻断剂JNJ7777120能显著性阻断尘螨刺激后的AR患者外周血单核细胞及PBMCs产生的细胞因子γ-IFN、IL-6、IL-4(PBMCs中)的变化。H1R阻断剂Triprolidine也有类似的影响。两种受体阻断剂的阻断效应呈叠加方式,二者没有交互作用。H4R的激动剂4-Methylhistamine和尘螨的联合使用与单独使用尘螨的效应相似。
⑥免疫荧光染色证实组胺H4R在AR患者及健康人PBMCs及鼻粘膜均有表达,H4R在AR患者鼻粘膜及PBMCs上的表达含量高于健康人。
结论:
⑴AR患者的PBMCs上H4R基因水平及蛋白水平的表达均高于健康人。H4R在AR患者PBMCs上的表达与Th1/Th2型细胞因子有相关关系,AR患者H4R的上调可能参与了Th1/Th2平衡的免疫调节。
⑵H4R参与介导了组胺对单核细胞系U937的免疫调控作用,可改变其T辅助细胞相关因子的分泌,调控U937细胞的分化。
⑶组胺H4R在尘螨变应原通过组胺途径对AR患者人单核细胞及PBMCs的的过敏反应中起重要的调控作用,它介导了单核细胞及PBMCs产生的T辅助细胞相关细胞因子的分泌的改变,参与了AR的发生及发展。
⑷在介导组胺调控U937细胞系以及尘螨变应原引起的过敏反应中,组胺H4R较H1R的作用更为显著,两种受体对组胺的共同效应呈叠加方式或交互增强方式。
⑸H4R在AR中具有靶器官的组织学特异性。
⑹H4R参与介导了AR发病的免疫调节过程,是AR治疗的新靶点,组胺H4R阻断剂的研发可能成为新型的抗过敏治疗药物。