HSP60诱导免疫耐受抗动脉粥样硬化的作用机制实验研究

来源 :山西医科大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:w_h1983
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热休克蛋白60(heat shock protein 60,HSP60)是由受刺激以及死亡的内皮细胞分泌和释放的一种蛋白。动脉内皮细胞受外界因素如应激、高血压、感染等刺激时可引起HSP60的表达,被树突状细胞、淋巴细胞所识别,从而触发自身免疫反应。近年来HSP60与动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)的关系越来越引起国内外学者的关注,许多研究表明HSP60在AS发病中发挥重要作用,可作为自身抗原引发血管壁的免疫反应,启动AS的形成并促进AS进一步发展。本课题将HSP60作为耐受原,从新角度研究口服HSP60诱导免疫耐受和抗AS的作用机制,对比AS造模前口服HSP60组(预防组)和造模后口服HSP60组(治疗组)在诱导免疫耐受、抗AS及改善心肌缺血性损伤方面的异同点,探讨口服HSP60的给药时机,是否具有预防和治疗双重功效?为预防和治疗AS和缺血性心脏病提供新策略。1、探究口服HSP60诱导免疫耐受具体机制(第一部分实验要解决的研究问题);2、探究口服HSP60抗动脉粥样硬化机制(第二部分实验要解决的研究问题)。1、取出生后30天(1月龄)SD雄性大鼠40只,体重100±10g,随机分为4组:健康对照组(C组),AS未干预组(AS组),AS造模前口服HSP60组(预防组,H1组),AS造模后口服HSP60组(治疗组,H2组),以上每组10只;2、第一部分实验通过用免疫组化、流式细胞技术、ELISA法检测上述四组大鼠主动脉、脾淋巴结组织和外周血CD4+、CD8+、IL-10、TGF-β及调节性T细胞(Treg)含量,评价口服HSP60诱导产生免疫耐受的情况;3、第二部分实验通过用酶比色法检测各组血脂;经HE染色后,用透射电镜和图像分析系统观察各组主动脉及心肌病理改变,计算血管内膜(intimalthickness,IT)与血管内径(inner diameter,ID)之比;用免疫组化、RT-PCR和Western blot蛋白印迹法观察、分析各组主动脉根部CD36、SR-A、NF-κB、HSP60表达及心肌VEGF和HIF-1α基因和蛋白表达情况;ELISA法检测各组血清HSP60、MMP-9、hs-CRP含量。4、对各项指标进行统计学分析,做相关性研究。从组织形态学、蛋白学、基因学、血清学、免疫学、超微结构多角度研究口服HSP60诱导免疫耐受抗动脉粥样硬化的具体机制。1、第一部分实验结果:H1组和H2组CD8+抑制性T细胞、CD4+CD8+Foxp3+ Treg细胞在外周血和脾淋巴组织中含量增加,Treg细胞分泌的具有抑制免疫、诱导免疫耐受的TGF-β和抑制特异性效应T细胞的IL-10等细胞因子在外周血中的含量也增加。相反,AS组上述指标在降低,且各指标相互之间均成正相关。CD4+辅助性T细胞含量在H1组和H2组表现为下降,在AS组表现为增加,与上述各指标间成负相关。本实验结果显示,口服HSP60能够产生免疫耐受,且H1组较H2组诱导免疫耐受效果更好,提示越早口服HSP60诱导免疫耐受效果越好(P均<0.05)。2、第二部分实验结果:口服HSP60并不能降低血脂,但能减轻动脉内膜增厚程度,且越早用药效果越好;光镜下AS组主动脉根部内膜明显较C组增厚,平滑肌细胞增生、排列紊乱,炎性细胞、泡沫细胞浸润,肌纤维断裂,可见动脉粥样硬化斑块;心肌组织也有相应损伤性改变,心肌肌纤维结构紊乱、肌细胞间隙增宽,间质水肿等,电镜下可见心肌线粒体肿胀、线粒体嵴结构紊乱、断裂等。H1组和H2组血管及心肌病变程度较AS组为轻,且H1组病损轻于H2组,提示越早口服HSP60,抗动脉粥样硬化效果越好;免疫组化、RT-PCR、Western blot和ELISA检测结果显示,AS组主动脉HSP60、SR-A、CD36、NF-κB、心肌VEGF、HIF-1α基因蛋白表达及血清中HSP60、MMP-9、hs-CRP含量较对照组明显增高,口服HSP60组能明显降低上述各指标的表达程度,且H1组表达低于H2组,同样提示越早口服HSP60,抗AS效果越好。相关性分析结果显示:各组组内血脂与血管IT/ID,主动脉和血清中HSP60与血管IT/ID,主动脉HSP60与其SR-A、CD36、NF-κB表达,血管IT/ID与主动脉SR-A、CD36、NF-κB表达,血脂与主动脉、血清HSP60,主动脉、血清HSP60含量与心肌VEGF、HIF-1α表达,血清HSP60含量与MMP-9、hs-CRP含量,主动脉HSP60蛋白表达与主动脉SR-A、CD36、NF-κB、心肌HIF-1α、VEGFmRNA基因表达水平之间均存在正相关性(P均<0.05)。1、第一部分实验结果表明,口服HSP60能够诱导免疫耐受,其机理可能为:HSP60作为耐受原,经口服与胃肠粘膜接触,作用于肠道相关淋巴组织(GALT)中,刺激CD4+CD25+Foxp3+Treg细胞增多,通过其分泌抑制性细胞因子IL-10、TGF-β等产生对HSP60抗原特异性的免疫耐受(无应答或低应答反应),进而可以减少局部免疫炎症反应,且越早期口服HSP60,越易诱导免疫耐受。2、第二部分实验证明口服HSP60能够抗AS,其机理是:口服HSP60诱导免疫耐受后,能够①抑制动脉免疫炎症反应,表现为NF-κB、hs-CRP含量下降;②减少内膜损伤及自身HSP60抗原的暴露,表现为主动脉HSP60表达、血清HSP60含量降低;③降低自身免疫反应程度,从而减少血管内膜增厚程度,表现为血管IT/ID下降;④抑制平滑肌增生,表现为平滑肌清道夫受体SR-A基因及蛋白表达下降;⑤减少泡沫细胞和粥样斑块形成,表现为巨噬细胞CD36基因及蛋白表达下降,光镜和电镜下观察斑块明显减少;⑥改善心肌供血,表现为心肌血管内皮生长因子VEGF和乏氧诱导因子HIF-1α的基因和蛋白表达降低,光镜和电镜下见心肌病损减轻;⑦维持纤维斑块的稳定性,表现为血清基质金属蛋白酶MMP-9含量减低,降解斑块纤维帽和动脉内膜基质、破坏斑块完整性和稳定性能力下降。3、经研究发现,口服HSP60耐受原具有预防和治疗AS双重功效,造模前和造模后口服HSP60,血管内膜及平滑肌增生均减低,管腔狭窄均有不同程度改善,且造模前口服HSP60效果优于造模后,即越早口服HSP60,抗AS效果越好。4、实验亦发现仅仅依靠口服HSP60耐受原,并不能完全阻止和根治AS,口服HSP60组仍然存在血管内膜和平滑肌增生现象,可能与口服HSP60只是诱导针对HSP60特异性的免疫耐受,只能抑制由HSP60引发的免疫炎症,而对血脂增高、氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)引起的免疫炎症效果不佳,故建议联合使用多种主要耐受原,如HSP60、ox-LDL等,诱导对应的免疫耐受,加之降血脂药物,如他汀类药物;去除AS致病原—高血脂,才能取得更好的防治AS效果,本人也正在进行该方面的实验研究,期望能为广大动脉粥样硬化心脑血管病患者早日带来福音。
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