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目的:CD4+T细胞在特异性免疫应答中发挥重要作用。初始CD4+T细胞接受抗原刺激后,可分化为Th1、Th2、Th17(T helper cell17,Th17)及Treg(regulatory T cells,Treg)细胞,发挥不同的生物学作用。目前认为Th17与Treg在类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)等自身免疫性疾病中发挥重要作用。Treg细胞表达叉状翼状螺旋转录因子(foxkhead/wingedhelix transcription factor, Foxp3)和CD25,在抑制炎症和自身免疫应答中发挥作用。Th17细胞表达特异性转录因子RORC(retinoicacid-related orphan receptor C),主要分泌白细胞介素-17(interleukin-17,IL-17)。IL-17是一种强大的促炎性细胞因子,可促进自身免疫性疾病的发生发展。
羟氯喹(Hydroxychloroquine,HCQ)是由4-氨基喹啉化合物构成的硫酸羟氯喹,可抑制多形细胞核的趋化性从而抑制炎症,HCQ呈剂量依赖性抑制IL-2的分泌,以及IL-1A、IL-1B、IL-6和肿瘤坏死因子-α(Tumornecrosis factor,TNF-α)的产生。有研究表明HCQ可上调系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE小鼠脾细胞中CD4+Foxp3+细胞数量对SLE发挥治疗作用,可增加Treg细胞数量对人类免疫缺陷病毒(humanimmunodeficiency virus,HIV)感染具有明显免疫抑制作用,但具体机制尚不明确。HCQ是否可以通过影响Treg/Th17细胞的分化平衡治疗RA,目前尚无相关文献报道,因此本课题以健康人外周血初始CD4+T细胞为研究对象,观察HCQ对Treg/Th17细胞分化的影响,进而确定HCQ是否通过调节Treg/Th17细胞的分化,参与人体的免疫调节,达到治疗RA作用。
方法:
1.HCQ对Treg细胞定向分化的影响
(1)Treg细胞的定向分化。免疫磁珠法分选健康人外周血初始CD4+T细胞,流式细胞术检测分选细胞的纯度;24孔细胞培养板预先用anti-CD3(5μg/ml)包被,4℃过夜。收集分选后的细胞,种于预包被的24孔板,加入anti-CD28(2μg/ml)、TGF-β1(5ng/ml)及IL-2(500IU/ml),诱导初始CD4+T细胞向Treg细胞分化,培养7天。于不同时间收集细胞,观察Foxp3mRNA的时间依从性表达,流式细胞术检测CD25+Foxp3+T细胞数量。
(2)不同浓度HCQ对Treg细胞分化的影响。HCQ对Treg细胞Foxp3mRNA表达的影响:将细胞分为四组,对照组和HCQ(1nM、10nM、100nM)培养7d,收集细胞,观察Foxp3mRNA的表达情况;HCQ对CD25+Foxp3+细胞数量的影响:分为四组,对照组和HCQ(1nM、10nM、100nM)组,培养7d,收集细胞,流式细胞术检测CD25+Foxp3+T细胞数量。
2.HCQ对Th17细胞定向分化的影响
(1)Th17细胞的定向分化。24孔细胞培养板预先用anti-CD3(5ug/ml)包被,4包过夜。收集分选的初始CD4+T细胞,接种于预包被的24孔板,加入anti-CD28(2μg/ml)、TGF-β1(5ng/ml)、IL-6(15ng/ml)、IL-23(25ng/ml)、auti-IFN-γ(10tg/ml)及auti-IL-4(10tg/ml),培养7天。7天时,anti-CD3(5μg/ml)包被的24孔细胞培养板中加入含anti-CD28(2μg/ml)的1640培养基,再培养24h,诱导初始CD4+T细胞向Th17细胞分化,于不同时间收集细胞,观察RORC mRNA的时间依从性表达;流式细胞术检测CD4+IL-17+T细胞数量。
(2)不同浓度HCQ对Th17细胞分化的影响。HCQ对Th17细胞RORCmRNA表达的影响:将细胞分为四组,对照组和HCQ(1nM、10nM、100nM)组,培养7d,收集细胞,观察RORC mRNA的表达情况;HCQ对CD4+IL-17+T细胞数量的影响:分为四组,对照组和HCQ(1nM、10nM、100nM)组,培养7d,收集细胞,流式细胞术检测CD4+IL-17+T细胞数量。
应用SPSS16.0软件进行统计学分析,数据用均数±标准差((x)±s)表示,各组均数的比较行单因素方差分析(one-way ANOVA),用最小显著差法(least significant difference,LSD)作两两比较,P<0.05为有显著性差异。
结果:
1.HCQ对Treg细胞分化的调节
(1)免疫磁珠法分选健康人外周血初始CD4+T细胞,用流式细胞术检测分选细胞的纯度达98%以上;在anti-CD3,anti-CD28,TGF-β1及IL-2作用下Treg细胞关键转录因子Foxp3 mRNA在7d达表达高峰;在anti-CD3和anti-CD28存在的条件下,TGF-β1和IL-2作用7d后,可使细胞(30.83±5.77)%同时表达CD25和Foxp3,证明体外成功诱导初始CD4+T细胞分化为Treg细胞。
(2)不同浓度的HCQ在初始CD4+T细胞诱导分化为Treg细胞中均对Foxp3 mRNA的表达有促进作用,且呈剂量依赖性。HCQ(1nM、10nM、100nM)组(1.32±0.06、1.56±0.12、1.95±0.09)与对照组(1.0000±0.0000)相比差异均有统计学意义(P<0.05); HCQ作用7d,流式细胞术检测CD25+Foxp3+T细胞数量:发现HCQ(1nM、10nM、100nM)组均可增加CD25+Foxp3+T细胞的数量,且呈剂量依赖性,HCQ1nM、10nM和100nM组(32.90±4.01、37.13±3.35、44.31±1.63)%与对照组(30.83±5.77)%相比差异有统计学意义(P<0.05)。
上述结果显示HCQ促进人初始CD4+T细胞向Treg细胞的分化。
2.HCQ对Th17细胞分化的调节
(1)在TGF-β1、IL-6、IL-1β及IL-23作用下Th17细胞关键转录因子RORCmRNA在7d达表达高峰;培养7d时,(5.39±0.88)%的细胞同时表达CD4和IL-17,证明体外成功诱导初始CD4+T细胞分化为Th17细胞。
(2)不同浓度的HCQ在初始CD4+T细胞诱导分化为Th17细胞中均对RORC mRNA的表达有抑制作用,且呈剂量依赖性。HCQ(1nM、10nM、100nM)组(0.71±0.04、0.51±0.05、0.27±0.04)与对照组(1.0000±0.0000)相比差异均有统计学意义(P<0.05); HCQ作用7d,流式细胞术检测CD4+IL-17+T细胞数量:发现HCQ(1nM、10nM、100nM)组均可减少CD4+IL-17+细胞的数量,且呈剂量依赖性,HCQ1nM、10nM和100nM组(3.55±0.85、2.69±0.78、1.82±0.46)%与对照组(5.39±0.88)%相比差异有统计学意义(P<0.05)。
上述结果显示HCQ抑制人初始CD4+T细胞向Th17细胞的分化。
结论:
通过免疫磁珠法分选健康人外周血初始CD4+T细胞,成功诱导其向Treg和Th17细胞分化,首次证实HCQ对Treg细胞的分化有促进作用,对Th17细胞分化有抑制作用,且呈剂量依赖性。