探讨轴突导向因子3A(Sema3A)对脂多糖(LPS)诱导的CD4+CD25+调节性T细胞(Tregs)稳定性的作用及机制。
方法采用体外免疫磁珠法分离和培养C57BL/6J小鼠脾脏CD4+CD25+ Tregs,将分离的细胞按随机数字表法分为对照组(仅给予抗小鼠CD3e和CD28诱导细胞处于激活状态)、LPS组(在对照组的基础上给予LPS 100 μg/L)、LPS+核转录因子-κB(NF-κB)抑制剂吡咯烷二硫代氨基甲酸酯(PDTC)组(给予LPS 100 μg/L+PDTC 25 mg/L)、LPS+磷酸盐缓冲液(PBS)组(给予LPS 100 μg/L+PBS 10 μL)、LPS+PDTC+重组Sema3A(rSema3A)组(给予LPS 100 μg/L+PDTC 25 mg/L+rSema3A 300 μg/L)和LPS+PBS+rSema3A组(给予LPS 100 μg/L+PBS 10 μL+rSema3A 300 μg/L)。各组培养24 h后,采用反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)和免疫荧光法检测CD4+CD25+ Tregs特异性标志物叉头翼状转录因子-3(Foxp-3)、细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4(CTLA-4)和膜相关转化型生长因子-β1(TGF-β1m+)的基因及蛋白表达,采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测细胞上清液中白细胞介素-10(IL-10)和分泌型转化生长因子-β1(sTGF-β1)的水平,采用免疫荧光法检测细胞凋亡,采用甲基化特异性聚合酶链反应(MSP)检测Foxp-3-Tregs特异性去甲基化区(Foxp-3-TSDR)的去甲基化程度,以反映CD4+CD25+ Tregs的稳定性,采用电泳迁移率分析(EMSA)检测NF-κB信号通路的DNA结合活性,采用蛋白质免疫印迹试验(Western blotting)检测NF-κB信号通路活性。
结果与对照组比较,LPS能够增加细胞稳定性,表现为Foxp-3、CTLA-4和TGF-β1m+的基因及蛋白表达上调,IL-10和sTGF-β1分泌增加,细胞凋亡减少,Foxp-3-TSDR去甲基化程度增加;同时LPS可增加细胞内NF-κB信号通路的DNA结合活性,以及主要分子NF-κB抑制蛋白激酶β(IKKβ)和p65的磷酸化水平,说明LPS增加细胞稳定性的机制与NF-κB信号通路有关。与LPS组比较,PBS并未对细胞稳定性和NF-κB信号通路产生影响;但添加rSema3A后能进一步增加细胞稳定性,并激活NF-κB信号通路。而PDTC能够抑制rSema3A增加细胞稳定性的功能,表现为:与LPS+PBS+rSema3A组比较,LPS+PDTC+rSema3A组Foxp-3、CTLA-4和TGF-β1m+的基因及蛋白表达明显下调〔Foxp-3基因(2-ΔΔCt):8.092±1.117比18.509±1.068,Foxp-3蛋白(相对荧光强度):1.224±0.033比1.826±0.181;CTLA-4基因(2-ΔΔCt):3.254±0.760比11.840±0.827,CTLA-4蛋白(相对荧光强度):1.305±0.058比1.842±0.111;TGF-β1m+基因(2-ΔΔCt):3.589±1.180比8.509±0.472,TGF-β1m+蛋白(相对荧光强度):1.319±0.033比1.822±0.063,均P<0.01〕,IL-10和sTGF-β1分泌减少〔IL-10(ng/L):445.33±54.08比992.67±83.10,sTGF-β1(ng/L):1 116.67±65.25比1 494.67±94.45,均P<0.01〕,细胞凋亡明显增加(荧光强度:0.398±0.031比0.268±0.046,P<0.01),Foxp-3-TSDR去甲基化程度明显降低(灰度值:0.467±0.048比1.780±0.119,P<0.01),NF-κB信号通路的DNA结合活性被明显抑制(灰度值:1.23±0.02比3.95±0.06,P<0.01),IKKβ和p65的磷酸化水平降低〔p-IKKβ表达(p-IKKβ/IKKβ):0.97±0.07比1.97±0.04,p-p65(p-p65/p65):0.95±0.08比1.93±0.06,均P<0.01〕。
结论LPS能通过NF-κB信号通路增加CD4+CD25+ Tregs稳定性;Sema3A能够进一步增加CD4+CD25+ Tregs稳定性,并且与NF-κB信号通路有关。