1,25-二羟基维生素D3对慢性结肠炎小鼠脾脏免疫功能的影响

来源 :河北医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:birchwoods2010
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溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)是一种慢性非特异性肠道炎症,具体发病机制尚不明确,免疫调控失衡引发的异常免疫反应被认为是UC发病机制中最重要的部分。大量实验证实,异常抗原激活效应T细胞及其亚群,介导T辅助(T helper, Th)1型、Th2型和Th17型免疫反应,分泌大量炎症因子,如肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、γ-干扰素(interferon-γ, IFN-γ)、白介素(interleukin, IL)-6和IL-17等,与炎性细胞及其他炎性介质一起引发固有免疫应答。此外,抗原提呈细胞,如树突细胞和巨噬细胞等可以将抗原呈递至潘氏小结和肠系膜淋巴结等次级淋巴器官,进一步诱导适应性免疫应答的发生。脾脏是最大的外周免疫器官,是机体发生特异性细胞免疫和体液免疫的中心。众多研究发现,实验性脑脊髓炎和类风湿关节炎等免疫性疾病都存在脾脏免疫细胞的活化,炎性因子数量的增加,这也支持异常免疫反应是这类疾病的共同发病特点。1,25-二羟基维生素D3(1,25-dihydroxyvitamin D3,1,25(OH)2D3)是维生素D的活性代谢产物,不仅对骨骼的生长发育不可或缺,对细胞的生长分化、免疫系统和中枢神经系统的功能也有重要的调节作用。在1型糖尿病、类风湿关节炎的动物模型中发现,1,25(OH)2D3及其类似物能预防或抑制这类疾病的发生和发展。因此我们推测,1,25(OH)2D3可能通过免疫调节作用对结肠炎的发病起到抑制和治疗作用。目的:探讨1,25(OH)2D3对右旋葡聚糖硫酸钠(dextran sodium sulfate,DSS)诱导的慢性实验性结肠炎小鼠脾脏免疫功能的影响。方法:①30只雄性C57BL/6小鼠按随机数字表随机分入Control组、DSS组和DSS+VD组,每组10只。Control组持续饮用蒸馏水;DSS组和DSS+VD组间断饮用2%DSS,时间段为分别为第15天、第812天、第1519天、第2226天、第27和第28天,其余时间饮用蒸馏水。造模第14天起开始干预:DSS+VD组给予1,25(OH)2D3(0.2μg/25g/天)灌胃,干预14天;Control组与DSS组给予等体积PBS灌胃干预14天,第29天处死动物。②每天观察小鼠精神状态、体重变化、活动情况、毛发光泽度、进食以及大便性状等,评估疾病活动指数(disease activity index, DAI)。③观察脾脏形态学改变,记录脾脏重量和长度,计算脾脏指数变化。④应用苏木素伊红(hematoxylin and eosin, HE)染色观察脾脏组织病理学改变。⑤分离脾脏单个核细胞并计数,应用流式细胞术(fluorescence activated cellsorting, FACS)检测巨噬细胞和树突细胞的比例,同时采用酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)检测脾脏单个核细胞分泌IFN-γ、TNF-α、IL-17和IL-6的水平。⑥应用免疫组织化学染色和Real-time fluorescent quantitation PCR (Real-time Q-PCR)技术检测脾组织中IFN-γ、TNF-α、IL-17和IL-6的分布及其mRNA的水平。结果:①与Control组相比,DSS组和DSS+VD组小鼠体重显著下降(15.50%±1.50%vs0.00%±0.00%, P<0.05),经1,25(OH)2D3干预后,DSS+VD组体重较DSS组显著回升(5.20%±0.53%vs19.60%±1.82%,P<0.05);与Control组相比,DSS组和DSS+VD组DAI评分逐渐升高,经1,25(OH)2D3干预后,DSS+VD组DAI评分显著降低(3.77±0.36vs1.79±0.19, P<0.001)。②Control组脾脏大小均匀,颜色红润,表面光滑,切面脾小结清晰,脾脏重量为0.048g±0.018g,脾脏长度为1.15cm±0.06cm。DSS组脾脏明显肿胀,颜色稍暗,切面脾小结不清晰,脾脏重量显著增加(0.146g±0.023g vs0.048g±0.018g, P<0.001),脾脏长度也比Control组显著增加(1.60cm±0.14cm vs1.15cm±0.06cm, P<0.001)。DSS+VD组脾脏较DSS组体积减小,切面脾小结不清晰,脾脏重量与DSS组相比下降(0.093g±0.016g vs0.146g±0.023g, P<0.005),脾脏长度无显著差异(1.40cm±0.18cm vs1.60cm±0.14cm, P>0.05)。进一步计算脾脏指数,Control组为0.263±0.058,DSS组比Control组显著增加(0.787±0.140vs0.263±0.058, P<0.001),DSS+VD组脾脏指数比DSS组减小(0.425±0.052vs0.787±0.140, P<0.01),与Control组相比无显著差异(0.425±0.052vs0.263±0.058, P>0.05)。③组织病理学观察发现,Control组脾组织白髓结构完整清晰,脾窦、脾索排列规整。DSS组脾组织与Control组相比,白髓面积增加,结构稍紊乱,生发中心结构不清,动脉周围淋巴鞘细胞密度增大;红髓充血,淋巴细胞浸润,伴有多形巨细胞数量增加。DSS+VD组脾组织白髓结构较规整,红髓可见陈旧性出血,充血及淋巴细胞浸润较DSS组减少。④Control组脾脏分离出的单个核细胞总数约为63.92×106个±7.18×106个,FACS检测其中巨噬细胞比例为2.95%±0.89%,树突细胞的比例为2.38%±0.85%。DSS组比Control组单个核细胞总数显著增加(157.10×106个±17.32×106个vs63.92×106个±7.18×106个, P<0.001),巨噬细胞(7.65%±1.07%vs2.95%±0.89%,P<0.001)和树突细胞(6.45%±0.86%vs2.38%±0.85%, P<0.001)的比例比Control组显著升高。DSS+VD组单个核细胞总数比DSS组减少(116.56×106个±10.63×106个vs157.10×106个±17.32×106个, P<0.005),巨噬细胞比例比DSS组下降(4.98%±0.88%vs7.65%±1.07%, P<0.05),树突细胞比例显著下降(2.68%±0.53%vs6.45%±0.86%, P<0.001),与Control组相比无显著差异(2.68%±0.53%vs2.38%±0.85%, P>0.05)。ELISA检测单个核细胞分泌IFN-γ、TNF-α、IL-17和IL-6的水平发现,DSS组未刺激的细胞分泌的上述炎症因子的水平(IFN-γ:1.34ng/mL±0.21ng/mL vs0.26ng/mL±0.05ng/mL, P<0.01; TNF-α:0.36ng/mL±0.05ng/mL vs0.19ng/mL±0.03ng/mL, P<0.01; IL-17:0.37ng/mL±0.05ng/mLvs0.22ng/mL±0.03ng/mL, P<0.01; IL-6:0.16ng/mL±0.03ng/mL vs0.08ng/mL±0.01ng/mL, P<0.01)和刺激的细胞分泌的炎症因子水平(IFN-γ:8.56ng/mL±0.92ng/mL vs2.89ng/mL±0.51ng/mL, P<0.01; TNF-α:2.87ng/mL±0.29ng/mL vs0.37ng/mL±0.04ng/mL, P<0.01; IL-17:3.66ng/mL±0.49ng/mL vs0.41ng/mL±0.06ng/mL, P<0.01; IL-6:2.17ng/mL±0.33ng/mL vs0.29ng/mL±0.04ng/mL, P<0.01)均比Control组显著升高。经1,25(OH)2D3干预后,DSS+VD组未刺激的细胞分泌的上述炎症因子的水平(IFN-γ:0.97ng/mL±0.16ng/mL vs1.34ng/mL±0.21ng/mL, P<0.01;TNF-α:0.26ng/mL±0.02ng/mL vs0.36ng/mL±0.05ng/mL, P<0.01; IL-17:0.29ng/mL±0.05ng/mL vs0.37ng/mL±0.05ng/mL, P<0.01; IL-6:0.12ng/mL±0.03ng/mL vs0.16ng/mL±0.03ng/mL, P<0.01)和刺激的细胞分泌的炎症因子水平(IFN-γ:6.83ng/mL±0.53ng/mL vs8.56ng/mL±0.92ng/mL, P<0.01; TNF-α:0.73ng/mL±0.06ng/mL vs2.87ng/mL±0.29ng/mL, P<0.01; IL-17:1.91ng/mL±0.23ng/mL vs3.66ng/mL±0.49ng/mL,P<0.01; IL-6:1.23ng/mL±0.26ng/mL vs2.17ng/mL±0.33ng/mL, P<0.01)均显著下降。⑤免疫组织化学染色可见炎症因子IFN-γ、TNF-α、IL-17和IL-6在Control组脾组织仅有少量表达,DSS组上述4种因子的表达量显著升高(0.39±0.04vs0.14±0.02, P<0.001;0.48±0.05vs0.10±0.01,P<0.001;0.59±0.06vs0.27±0.02, P<0.001;0.63±0.06vs0.25±0.02,P<0.001),DSS+VD组脾组织的表达量比DSS组降低(0.17±0.02vs0.39±0.04, P<0.001;0.23±0.02vs0.48±0.05, P<0.001;0.31±0.05vs0.59±0.06,P<0.001;0.32±0.03vs0.63±0.06, P<0.001)。⑥Real-time Q-PCR检测结果显示,与Control组相比,DSS组脾组织IFN-γ mRNA、TNF-α mRNA、IL-17mRNA和IL-6mRNA的表达水平均显著升高(13.36±1.25vs1.00±0.00, P<0.001;6.21±0.69vs1.00±0.00, P<0.001;5.87±0.61vs1.00±0.00,P<0.001;8.12±0.64vs1.00±0.00, P<0.001),DSS+VD组IFN-γ mRNA、TNF-α mRNA、IL-17mRNA和IL-6mRNA表达水平比DSS组降低(7.97±0.73vs13.36±1.25, P<0.001;4.72±0.61vs6.21±0.69, P<0.05;3.02±0.47vs5.87±0.61, P<0.001;4.21±0.52vs8.12±0.64, P<0.001)。⑦检测各组血钙水平发现,DSS组比Control组略降低(2.33±0.06mmol/L vs2.50±0.03mmol/L, P>0.05),DSS+VD组略升高(3.33±0.32mmol/L vs2.33±0.06mmol/L, P>0.05),但三组间比较均无统计学差异。结论:1,25(OH)2D3能够缓解慢性实验性结肠炎小鼠脾脏免疫反应,其机制可能是通过抑制脾脏免疫细胞的活性,下调脾脏炎性细胞因子的水平实现的。
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