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背景:哮喘是由多种细胞共同参与的慢性气道炎症疾病,巨噬细胞在哮喘发病中有至关重要的作用,其分化成熟受粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor, GM-CSF)调节,IL-27是IL-12家族中的一员,其受体IL-27R主要表达于巨噬细胞表面,IL-27R是由WSX-1和GP130两个亚基组成的二聚体。IL-27可通过与IL-27R结合调节巨噬细胞的炎症分泌和吞噬功能,因此IL-27在哮喘的发病机制中也至关重要。柴油机尾气颗粒物(diesel exhaust particle,DEP)和香烟烟雾提取物(cigarette smoke extract, CSE)是常见的大气污染物,研究表明相关暴露与哮喘患者症状加重、急性发作风险增加显著相关,同时可能增加哮喘患者糖皮质激素(glucocorticoid, GC)治疗抵抗风险。但关于DEP或CSE对IL-27功能影响的研究尚未见报道,本研究旨在探索在哮喘炎性环境下DEP或CSE暴露是否影响IL-27对巨噬细胞功能的调节及其影响途径,同时探究GM-CSF和GC能否影响DEP或CSE暴露下IL-27对哮喘巨噬细胞功能的调节。
方法:通过体外培养小鼠巨噬细胞系(RAW264.7),以外源性IL-4模拟哮喘炎性环境,予以DEP或CSE处理,通过流式细胞学和WesternBlot两种方法检测处理组与非处理组RAW264.7细胞对WSX-1蛋白的表达;在此基础上予外源性IL-27刺激,通过荧光定量PCR方法检测IL-27刺激RAW264.7分泌干扰素诱导蛋白10(interferon-γ-inducibleprotein10,IP-10)mRNA的表达,并通过RAW264.7对鸡红细胞和卡介苗的吞噬率检测RAW264.7吞噬能力,对比分析DEP或CSE处理组和非处理组吞噬能力的差异,明确DEP或CSE和IL-4联合作用对IL-27调节小鼠巨噬细胞功能的影响。同时在体外细胞水平探究GM-CSF或GC干预时,联合处理组WSX-1表达情况以及IL-27对巨噬细胞功能的调节能力是否得到恢复。
结果:1.在予以DEP或CSE联合IL-4处理时,同正常对照组、单独处理组、哮喘非处理组比较,联合处理组巨噬细胞表面WSX-1表达受到明显抑制;2.此时予以外源性IL-27刺激,DEP或CSE联合IL-4处理组中巨噬细胞对IP-10mRNA表达也受到抑制,联合处理组的哮喘巨噬细胞对鸡红细胞和卡介苗的吞噬率均低于正常对照组、单独处理组和哮喘非处理组,即在DEP或CSE联合IL-4处理组中IL-27对巨噬细胞分泌功能、吞噬功能的调节作用受到抑制;3.GM-CSF干预时,联合处理组中WSX-1表达受抑制效应被逆转,IL-27对巨噬细胞功能的调节作用恢复正常;低浓度GC干预时,IL-27对巨噬细胞的炎症因子分泌功能和吞噬功能调节作用得到部分恢复,高浓度GC干预时,IL-27对巨噬细胞吞噬功能的调节作用则无恢复,GC干预对联合处理组中WSX-1表达受抑制效应无影响。
结论:DEP或CSE可以通过抑制哮喘小鼠巨噬细胞表面WSX-1表达,抑制IL-27对哮喘巨噬细胞分泌IP-10的促进作用,同时也会抑制IL-27对哮喘巨噬细胞吞噬能力的促进作用。外源性GM-CSF干预可通过促进联合处理组哮喘巨噬细胞表面WSX-1表达,恢复IL-27对巨噬细胞功能的调节作用,GC干预对联合处理组哮喘巨噬细胞表面WSX-1表达无影响,在低浓度时可部分恢复IL-27对巨噬细胞功能的调节作用,在高浓度时则无法恢复该调节作用。
方法:通过体外培养小鼠巨噬细胞系(RAW264.7),以外源性IL-4模拟哮喘炎性环境,予以DEP或CSE处理,通过流式细胞学和WesternBlot两种方法检测处理组与非处理组RAW264.7细胞对WSX-1蛋白的表达;在此基础上予外源性IL-27刺激,通过荧光定量PCR方法检测IL-27刺激RAW264.7分泌干扰素诱导蛋白10(interferon-γ-inducibleprotein10,IP-10)mRNA的表达,并通过RAW264.7对鸡红细胞和卡介苗的吞噬率检测RAW264.7吞噬能力,对比分析DEP或CSE处理组和非处理组吞噬能力的差异,明确DEP或CSE和IL-4联合作用对IL-27调节小鼠巨噬细胞功能的影响。同时在体外细胞水平探究GM-CSF或GC干预时,联合处理组WSX-1表达情况以及IL-27对巨噬细胞功能的调节能力是否得到恢复。
结果:1.在予以DEP或CSE联合IL-4处理时,同正常对照组、单独处理组、哮喘非处理组比较,联合处理组巨噬细胞表面WSX-1表达受到明显抑制;2.此时予以外源性IL-27刺激,DEP或CSE联合IL-4处理组中巨噬细胞对IP-10mRNA表达也受到抑制,联合处理组的哮喘巨噬细胞对鸡红细胞和卡介苗的吞噬率均低于正常对照组、单独处理组和哮喘非处理组,即在DEP或CSE联合IL-4处理组中IL-27对巨噬细胞分泌功能、吞噬功能的调节作用受到抑制;3.GM-CSF干预时,联合处理组中WSX-1表达受抑制效应被逆转,IL-27对巨噬细胞功能的调节作用恢复正常;低浓度GC干预时,IL-27对巨噬细胞的炎症因子分泌功能和吞噬功能调节作用得到部分恢复,高浓度GC干预时,IL-27对巨噬细胞吞噬功能的调节作用则无恢复,GC干预对联合处理组中WSX-1表达受抑制效应无影响。
结论:DEP或CSE可以通过抑制哮喘小鼠巨噬细胞表面WSX-1表达,抑制IL-27对哮喘巨噬细胞分泌IP-10的促进作用,同时也会抑制IL-27对哮喘巨噬细胞吞噬能力的促进作用。外源性GM-CSF干预可通过促进联合处理组哮喘巨噬细胞表面WSX-1表达,恢复IL-27对巨噬细胞功能的调节作用,GC干预对联合处理组哮喘巨噬细胞表面WSX-1表达无影响,在低浓度时可部分恢复IL-27对巨噬细胞功能的调节作用,在高浓度时则无法恢复该调节作用。