β2肾上腺素受体激动剂对银屑病样皮肤损伤的治疗作用及其机制研究

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目的:银屑病是一种免疫介导的慢性、复发性、炎症性疾病,影响着全球约3%的人口。角质形成细胞在银屑病的发生发展过程中起着重要作用。环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,c AMP)作为细胞内重要的第二信使分子,可调控角质形成细胞的分化和增殖。选择性磷酸二酯酶4(Phosphodiesterase 4,PDE4)抑制剂阿普司特已获批用于银屑病治疗,可通过抑制c AMP降解而间接减少炎症介质的产生,但其是否可通过增加c AMP水平抑制角质细胞增殖尚未见研究报道。角质形成细胞高表达β2肾上腺素受体(β2-adrenergic receptor,β2-AR),其激活时亦可提高细胞内c AMP水平。因此本研究中,我们观察了长效β2-AR激动剂沙美特罗(Salmeterol,Sal)单用以及联用PDE4抑制剂罗氟司特(Roflumilast,Rof)调控角质形成细胞增殖和凋亡的作用,同时采用皮肤给药的途径考察了其对咪喹莫特(Imiquimod,IMQ)诱发的小鼠银屑病样皮损的治疗作用。方法:1.细胞实验:采用人永生化角质形成细胞(Human immortalized keratinocyte cell line,Ha Ca T),分为两部分:(1)观察沙美特罗和罗氟司特对血清刺激下Ha Ca T细胞增殖和凋亡的影响。1)溶剂对照组(Vehicle,Veh);2)β2肾上腺素受体激动剂沙美特罗高、中、低剂量组(Sal,100n M、10n M、1n M);3)PDE4抑制剂罗氟司特高、低剂量组(Rof,100n M、10n M);4)沙美特罗+罗氟司特组(Sal+Rof);5)阳性对照PKA激动剂Forskolin组(FSK)。(2)观察沙美特罗和罗氟司特对肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor alpha,TNF-α,10ng/ml)刺激下Ha Ca T细胞增殖和凋亡的影响1)TNF-α组;2)TNF-α+Sal组;3)TNF-α+Sal+PKA阻断剂H89组;4)TNF-α+Rof+H89组;4)TNF-α+Sal+Rof+H89组;5)TNF-α+FSK组。以上各组孵育48h后,采用CCK8、Edu掺入法和TUNEL法分别检测药物对Ha Ca T细胞活力、增殖和凋亡的影响。2.动物实验:7-8周龄,16-20g野生型C57/BL6J雌性小鼠,随机分为:(1)溶剂对照组(Veh);(2)模型组(IMQ);(3)沙美特罗治疗组(IMQ+Sal);(4)罗氟司特治疗组(IMQ+Rof);(5)沙美特罗和罗氟司特联合治疗组(IMQ+Sal+Rof)。每天定时定量皮下注射100μl含1%DMSO的生理盐水或相应药物,4h后给予凡士林或5%咪喹莫特乳膏约62.5mg涂抹,连续5天,于第6天处死。应用银屑病皮损面积和严重指数(psoriasis area and severity index,PASI)评价小鼠背部皮损严重程度,HE染色测量小鼠表皮厚度,Ki67染色检测细胞增殖情况,TUNEL法检测凋亡情况,Western blot检测增殖和凋亡相关蛋白的表达。结果:(1)细胞实验:在血清培养条件下以及炎症因子TNF-α刺激下,单用沙美特罗或罗氟司特及两药联用均可抑制Ha Ca T细胞活性,抑制细胞增殖,促进其凋亡,但两药联用并未表现出协同作用。PKA抑制剂H89可以逆转药物单用时抑制细胞增殖和促进细胞凋亡的作用,但不能逆转两药联用时抑制细胞活力的作用,提示有c AMP/PKA以外的其他信号通路参与了这一作用。(2)动物实验:与模型组相比,单用沙美特罗或罗氟司特以及两药联用,小鼠银屑病皮损严重程度减轻,PASI评分降低,小鼠表皮增厚程度减轻,表皮细胞凋亡增加,增殖减少,但是两药联用没有观察到协同效应。Western blot结果显示模型组小鼠K17表达上调而Bax/Bcl2比值降低,与观察到的皮损部位表皮细胞增殖增加,凋亡减少一致。药物治疗均可改善这些标志物的表达,但是两药联用没有观察到协同效应,表明沙美特罗或罗氟司特单用及两药联用均能抑制表皮过度增殖促进凋亡从而改善银屑病的症状。此外,两药单用均可部分逆转咪喹莫特对环磷腺苷效应元件结合蛋白(c AMP-response element binding protein,CREB)在PKA位点的磷酸化水平的抑制作用,联合用药并不能进一步增加CREB磷酸化,提示c AMP/PKA信号通路仅在此过程中发挥了部分作用。结论:沙美特罗和罗氟斯特单用或联用均能通过cAMP/PKA信号通路抑制表皮细胞增殖,促进表皮细胞凋亡从而减轻银屑病的症状,但是两药联用并未观察到协同效应,可能与其协同增强c AMP/PKA水平作用过强,继而激活cAMP介导的其他促增殖信号通路有关。
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