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目的:气道重建(airway remodeling)是支气管哮喘的重要病理生理学特征。哮喘患者随着疾病的进展,其肺功能进行性恶化,气道重建是其中的重要因素。研究表明,Thl/Th2平衡失调是哮喘发病的重要免疫学机制。主要表现为Th2细胞数目增多、功能亢进。因此研究如何促进Th0细胞向Th1细胞分化,抑制Th2型细胞因子的产生从而控制哮喘变态反应发生和发展成为人们普遍关注的热点。T-bet和GATA-3是在Th细胞分化为Th1细胞和Th2细胞过程中起重要作用的两种转录因子。大量研究证实T-bet低表达和GATA-3高表达的小鼠表现出哮喘气道重建的特征,故而说明在气道重建中T-bet/GATA-3比率的失衡可能发挥重要作用。在本研究小组以前的实验中,HSP70/CD80嵌合DNA疫苗在小鼠结核病的防治中显示了明显免疫预防及治疗作用,该嵌合疫苗对结核杆菌生长有很强的抑制作用,小鼠IFN-γ明显增高。结核杆菌HSP70与人CD80蛋白都不是结核杆菌的特异抗原,对小鼠结核的防治作用说明其机制可能是通过诱导IFN-γ分泌增多,加强Th1型反应,并抑制Th2反应,达到机体的免疫平衡状态并发挥对结核杆菌的抑制和杀灭作用。基于上述实验结果,我们认为HSP70/CD80嵌合疫苗对Th1/Th2平衡的调节作用也可应用于其它免疫失衡的疾病,作为一种广谱疫苗用于多种疾病的防治。在本研究中,我们以鸡卵清蛋白(ovalbumin, OVA)致敏小鼠为模型,观察HSP70/CD80嵌合疫苗对哮喘小鼠气道高反应性(hyperresponsiveness, AHR)和气道重建的预防性作用,并探讨其可能的机制,为临床哮喘病及其它变应性疾病的防治提供实验依据,以期获得免疫原性强、安全可靠的新型免疫调节性疫苗。方法:鉴定HSP70/CD80嵌合DNA真核表达质粒。按照QIAGEN公司去内毒素级质粒大量抽提试剂盒说明书制备pcDNA3.1质粒和HSP70/CD80嵌合质粒。核酸定量仪测定所提质粒含量和纯度,将质粒溶于生理盐水。将40只雌性健康BALB/c小鼠随机分为4组:对照组、哮喘组、pcDNA3.1载体组和HSP70/CD80嵌合DNA疫苗组,每组10只。将pcDNA3.1质粒和HSP70/CD80嵌合质粒分别给载体组和疫苗组小鼠注射后,用OVA致敏小鼠。哮喘组用OVA致敏建立哮喘模型,对照组用生理盐水代替。最后一次OVA激发后24 h,通过全身体积描记仪检测吸入乙酰甲胆碱后小鼠气道反应性,以Penh(enhanced pause)较基线增高的倍数来反映支气管反应性的高低;常规苏木素-伊红(hematoxylin-eosin, HE)染色观察小鼠肺组织气道重建病理学改变;过碘雪夫酸(periodic acid-schiff, PAS)染色观察杯状细胞增生和黏液分泌情况;Masson三色染色观察气道壁胶原沉积;免疫组化增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen, PCNA)染色观察气道平滑肌增生情况;用ELISA方法检测支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid, BALF)中γ-干扰素(interferon-γ, IFN-γ)、白细胞介素-4(interleukin-4, IL-4)含量的变化;Real-Time PCR检测脾脏组织T-bet、GATA-3基因的表达水平。结果:1.给予不同浓度乙酰甲胆碱刺激后,哮喘组和载体组小鼠的气道反应性较对照组明显增高,在乙酰甲胆碱浓度达6 mg/ml后,哮喘组、载体组小鼠较对照组小鼠开始有明显差异(P<0.050);在乙酰甲胆礅浓度达6 mg/ml后,疫苗组小鼠较哮喘组开始有明显差异(P<0.050)。2.与对照组比较,哮喘组和载体组小鼠气道壁增厚,差异有统计学意义(P<0.050)。与哮喘组相比,疫苗组能有效改善气道重建,差异具有统计学意义(P<0.050)。3.与对照组比较,哮喘组、载体组支气管上皮中PAS染色阳性的杯状细胞明显增多,差异有统计学意义(P<0.050);与哮喘组相比,疫苗组能有效抑制杯状细胞增生,数量减少,差异有统计学意义(P<0.050)。4.哮喘组和载体组气道上皮下呈蓝色的胶原纤维明显增厚;对照组和疫苗组上皮下仅有少量蓝色的胶原纤维沉积。5.与对照组比较,哮喘组、载体组支气管上皮下肌层增生明显,总平滑肌细胞和PCNA阳性的平滑肌细胞明显增多,差异有统计学意义(P<0.050);与哮喘组相比,疫苗组能有效抑制平滑肌细胞增生,总平滑肌细胞和PCNA阳性的平滑肌细胞数量减少,差异有统计学意义(P<0.050)。6.与对照组比较,哮喘组和载体组BALF中IFN-γ和IFN-y/IL-4的分泌减少,差异有统计学意义(P<0.050);与哮喘组相比,HSP70/CD80嵌合DNA疫苗组能增加BALF中IFN-γ和IFN-γ/IL-4含量,差异有统计学意义(P<0.050)。7.与哮喘组相比,疫苗组T-bet/GATA-3升高,差异有统计学意义(P<0.050)。结论:1.鉴定HSP70/CD80嵌合DNA质粒与预期相符,为进一步研究其在动物体内的免疫学效应奠定了基础。2.HSP70/CD80嵌合DNA疫苗可降低气道阻力,减轻黏液分泌、上皮下胶原沉积、平滑肌细胞增生,对慢性哮喘气道重建表现出抑制作用。3.HSP70/CD80嵌合DNA疫苗可上调T-bet/GATA-3促进免疫反应向Thl偏移,并增加IFN-γ的生成。4.HSP70/CD80嵌合DNA疫苗通过调节Th1/lh2平衡起到了预防慢性哮喘气道重建的发生。为进一步的变应性疾病疫苗研究奠定了实验基础。