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目的:通过观察1,25二羟维生素D3对豚鼠实验性变态反应性脑脊髓炎的发病情况、病理改变、T细胞亚群的分布及功能、细胞因子的含量和Th1/Th2平衡的影响,探讨1,25二羟维生素D3对EAE发病有无保护作用及可能的免疫学作用机制,探讨治疗多发性硬化的新途径。
方法:采用粗制碱性髓鞘蛋白(MBP)加福氏完全佐剂皮下注射的方法建立EAE模型。将50只豚鼠随机分成5组:正常对照组、EAE对照组、EAE低剂量治疗组、EAE中剂量治疗组和EAE高剂量治疗组,每组10只,造模前3天正常对照组和EAE对照组每天灌喂0.4ml花生油,EAE低剂量、中剂量、高剂量治疗组分别在造模前3天开始灌喂含1,25二羟维生素D30.5μg/kg.d、1.25μg/kg.d、2.5μg/kg.d的花生油0.4ml,直到整个实验结束。EAE对照组、低、中、高剂量治疗组发病高峰期,处死动物,未发病的动物观察2个月处死,正常对照组四周后处死动物。观察豚鼠发病的潜伏期、进展期和神经功能症状;光镜观察动物病理变化;流式细胞仪法测定正常对照组和EAE模型组高峰期外周血T细胞亚群;酶联免疫吸附(ELISA)法测定正常对照组和EAE模型组高峰期外周血单个核细胞分泌的细胞因子IFN-γ、IL-4的水平和高峰期脑组织细胞因子IL-10含量;放射免疫法测定正常对照组和EAE组高峰期脑组织细胞因子IL-1β、IL-2、IL-6、TNF-a的含量。
结果:正常对照组豚鼠未发病,EAE模型组豚鼠发病后神经功能障碍明显,豚鼠的大脑、小脑、脑干和脊髓等部位都出现了EAE典型的病理改变。EAE低、中、高剂量治疗组的潜伏期比EAE对照组长(P<0.01、P<0.05),高剂量治疗组潜伏期比中、低剂量治疗组长(P<0.05)。EAE高、中、低剂量治疗组进展期无差异,但与EAE对照组相比,进展期明显缩短(P<0.05)。高、中剂量治疗组发病高峰期神经功能障碍评分比EAE对照组明显降低(P<0.05)。EAE高剂量治疗组死亡率比EAE对照组明显降低(P<0.05)。EAE对照组CD4+、CD8+含量比正常组降低(P<0.01),高、中、低剂量治疗组CD4+、CD8+含量比EAE对照组高(P<0.01、P<0.05);EAE对照组CD4+/CD8+比值比正常组高(P<0.01),高、中、低剂量治疗组CD4+/CD8+比值比EAE对照组降低(P<0.01、P<0.05)。EAE对照组外周血单个核细胞分泌IL-4的能力较正常对照组明显降低(P<0.01),EAE高、中、低剂量治疗组外周血单个核细胞分泌IL-4的能力较EAE对照组明显增强(P<0.01)。EAE对照组外周血单个核细胞分泌IFN-γ的能力较正常对照组明显增强(P<0.01),EAE高、中、低剂量治疗组外周血单个核细胞分泌IFN-γ的能力较EAE对照组明显减弱(P<0.01),EAE中剂量治疗组外周血单个核细胞分泌IFN-γ的能力较EAE低剂量治疗组明显减弱,比EAE高剂量治疗组增强(P<0.01、P<0.05)。EAE对照组脑组织IL-1β、IL-2、IL-6、TNF-a含量比正常组高(P<0.05、P<0.01),EAE高、中、低剂量治疗组脑组织IL-1β、IL-2、IL-6、TNF-a含量比EAE对照组低(P<0.05、P<0.01),EAE高、中剂量治疗组脑组织IL-2、TNF-a含量比EAE低剂量治疗组低(P<0.05)。EAE对照组脑组织IL-10含量比正常对照组明显降低(P<0.05),EAE高、中、低剂量治疗组脑组织IL-10含量较EAE对照组明显增强(P<0.05),EAE高剂量治疗组脑组织IL-10含量比EAE低剂量治疗组增强(P<0.05)。相关性分析显示:发病高峰期EAE对照组外周血CD4+含量及EAE对照组、EAE各治疗组外周血CD8+含量与EAE发病的潜伏期呈明显正相关,与进展期和高峰期神经功能障碍评分呈明显负相关,EAE高剂量治疗组CD4+/CD8+比值与EAE发病的潜伏期呈明显负相关,与高峰期神经功能障碍评分呈明显正相关。外周血Th1/Th2比值、脑组织炎性细胞因子(IL-1β、IL-2、IL-6、TNF-a)的水平与EAE发病的潜伏期呈负相关,与进展期和高峰期神经功能障碍评分呈正相关。
结论:1.EAE豚鼠神经功能障碍明显,脑和脊髓血管周围炎性细胞浸润、白质脱髓鞘改变。
2.EAE豚鼠外周血CD4+、CD8+含量下降、CD4+/CD8+比值升高,存在T细胞亚群失衡。
3.外周血单个核细胞分泌IFN-γ的能力增高,分泌IL-4的能力降低,存在Th1细胞过度活化、Th2细胞分泌活性降低而呈向Th1细胞漂移。
4.高峰期脑组织炎性细胞因子(IL-1β、IL-2、IL-6、IFN-γ、TNF-a)含量增高,免疫抑制因子IL-10含量降低。
5.1,25二羟维生素D3对EAE发病豚鼠具有保护作用:能延长EAE发病的潜伏期、缩短EAE发病的进展期、减轻神经功能障碍、降低高峰期死亡率。
6.1,25二羟维生素D3能提高外周血CD4+和CD8+含量、降低CD4+/CD8+比值,具有调节T细胞亚群失衡和纠正CD4+/CD8+比值倒置的作用;并且1,25二羟维生素D3能抑制外周血单个核细胞分泌IFN-γ,促进外周血单个核细胞分泌IL-4,提示其具有抑制Th1细胞的活性、提高Th2细胞的分泌能力,具有调节Th1/Th2失衡的作用;1,25二羟维生素D3能升高脑组织免疫抑制性细胞因子IL-10的含量;能降低脑组织炎性细胞因子IL-1β、IL-2、IL-6、TNF-a的含量。
7.1,25二羟维生素D3对EAE的防治作用可能与其调节T细胞亚群失衡、矫正CD4+/CD8+比值倒置、调节Th1/Th2失衡及抗炎活性的作用有关。