女黄颗粒对免疫抑制小鼠外周血T淋巴细胞亚群及脾脏细胞因子mRNA表达的影响

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  摘要:【目的】考察不同剂量女黄颗粒对免疫抑制小鼠外周血T淋巴细胞亚群及细胞因子IL-2、IL-4、TNF-α和IFN-γ表达量的影响,旨在明确女黄颗粒对小鼠免疫的调节作用。【方法】选取50只健康昆明小鼠,随机分为阴性对照组、模型组及女黄颗粒高、中、低剂量组,每组10只。除阴性对照组外,其他处理组均通过腹腔注射环磷酰胺(80 mg/kg,1次/d,连续5 d)建立小鼠免疫抑制模型;建模后,阴性对照组和模型组灌胃生理盐水,女黄颗粒处理组则分别按0.5、1.0和1.5 g/kg剂量灌胃女黄粒颗溶液(以水稀释),1次/d,连续7 d。采用流式细胞仪检测小鼠外周血T淋巴细胞亚群CD3+、CD4+和CD8+的百分率及CD4+/CD8+比值,以实时荧光定量PCR检测小鼠脾脏细胞因子IL-2、IL-4、TNF-α和IFN-γ的表达情况。【结果】经腹腔注射环磷酰胺后,小鼠的CD3+、CD4+和CD8+ T淋巴细胞百分率及CD4+/CD8+比值较阴性对照组小鼠极显著降低(P<0.01,下同),小鼠脾脏IL-2、IL-4、TNF-α和IFN-γ mRNA的相对表达量极显著下降。灌胃给药(女黄颗粒)后,CD3+、CD4+和CD8+ T淋巴细胞百分率及CD4+/CD8+比值均有所升高,其中女黄颗粒高、中剂量组小鼠的CD3+、CD4+和CD8+ T淋巴细胞百分率较模型组小鼠极显著升高;除女黄颗粒高剂量组小鼠脾脏IL-2 mRNA的相对表量较模型组小鼠极显著下降外,各女黄颗粒处理组小鼠脾脏IL-2、IL-4、TNF-α和IFN-γ mRNA的相对表达量均呈上升趋势,尤其是女黄颗粒中剂量组小鼠脾脏IL-4、TNF-α和IFN-γ mRNA的相对表达量均极显著高于模型组小鼠。【结论】女黄颗粒通过上调CD3+、CD4+、CD8+ T淋巴细胞百分率及提高IL-2、IL-4、TNF-α、IFN-γ的相对表达量以增强免疫抑制小鼠的免疫功能,临床推荐使用剂量为1.0 g/kg。
  關键词: 女黄颗粒;昆明小鼠;免疫抑制;T淋巴细胞亚群;细胞因子
  中图分类号: S853.74 文献标志码:A 文章编号:2095-1191(2018)10-2070-07
  0 引言
  【研究意义】免疫抑制是由于免疫器官、免疫组织或免疫细胞遭到损伤而出现暂时性或永久性免疫应答功能不全。当机体出现免疫抑制时,其抗病能力低下,对外界病原的敏感性增强,一些病原微生物可轻易侵入机体,造成发病甚至死亡(应志雄等,2018)。近年来,我国养殖业中由于抗生素的滥用,导致免疫抑制疾病发生率逐年增加(康昭风等,2010;曹慧慧等,2016;刘青涛等,2018),且当前治疗动物免疫抑制疾病仍是采用抗生素对症治疗,效果不佳。因此,加强动物免疫抑制疾病防治已成为兽医兽药研究工作的重点。【前人研究进展】引起机体免疫抑制的因素有病毒、细菌及其他致病微生物等,包括鸡的传染性法氏囊病和马立克病(荣茂伶等,2015),猪的蓝耳病和圆环病毒病(陈张华,2015;罗文娟等,2018),牛的病毒性腹泻(陈斐等,2017)等。目前,针对免疫抑制疾病的治疗主要依靠化学合成的抗生素,但由于不合理使用,导致细菌、病毒等病原微生物不断变种,而出现严重的耐药性问题(史若男等,2014;赵凤菊等,2017)。李欣南等(2018)对某如牛场金黄色葡萄球菌的耐药性进行研究,结果发现该奶牛场金黄色葡萄球菌对青霉素的耐药率保持在100%左右;王学君等(2018)通过分析贵州省猪源大肠杆菌对四环素类药物的耐药性,发现贵州省猪源大肠杆菌对土霉素、四环素的耐药率分别为97.3%和97.6%。相对于化学合成药物,中药具有毒性低、无毒副作用、多靶点、不易产生耐药性等优点(周雄等,2016;于明鹤等,2017;靳二辉等,2018),且已有研究表明单味中药提取物对免疫抑制疾病也有一定的治疗效果。帅学宏等(2015)研究表明,青蒿多糖是通过增强免疫器官的功能而缓解环磷酰胺对小鼠免疫系统的抑制作用;史晶晶等(2016)、邵晶等(2017)的研究结果均表明黄芪对免疫抑制小鼠有免疫调节作用;黄振华等(2018)使用枸杞多糖对免疫抑制剂小鼠进行治疗,结果表明枸杞多糖能改善免疫抑制小鼠的红细胞免疫。【本研究切入点】由于单一药物并不能全面改善动物免疫抑制疾病的继发病(张召兴等,2018),因此有必要依据中兽医辨证原则和中药组方原则对免疫抑制疾病进行辨证并组方,但至今鲜见相关研究报道。【拟解决的关键问题】通过腹腔注射环磷酰胺建立小鼠免疫抑制模型,经灌胃给药后观察不同剂量女黄颗粒对免疫抑制小鼠外周血淋巴细胞亚群及细胞因子IL-2、IL-4、TNF-α和IFN-γ表达量的影响,旨在明确女黄颗粒对小鼠免疫的调节作用。
  1 材料与方法
  1. 1 试验材料
  健康昆明小鼠购自中国人民解放军第三军医大学实验动物中心[许可证号SCXK-(军)2012-0011],共50只,雌雄各半,体质量17.0±2.0 g。女黄颗粒中女贞子、黄芪、枸杞子和菟丝子比例为4∶4∶1∶1,均购自重庆荣昌区桐君阁大药房,各中药经提取后湿法制粒,其规格为1.0 g颗粒中含原生药1.0 g,特女贞苷含量为1.46 mg/g。注射用环磷酰胺(批号17020525)购自江苏盛迪医药有限公司。Pharmingen? FITC Hamster Anti-Mouse CD3e、Pharmingen? PerCP Rat Anti-Mouse CD8a、Pharmingen? PE Rat Anti-Mouse CD4、FACS? Lysing Solution 10X Concentrate购自美国BD公司;B511321-UNIQ-10柱式Trizol总RNA抽提试剂盒购自生工生物工程(上海)股份有限公司;Ultra SYBR Mixture购自康为世纪生物科技有限公司。主要仪器设备:高通道组织破碎机(Schwingmuhle Tissuelyser II,QIAGEN)、低温高速离心机(5415R,Eppendoorf)、流式细胞仪(Beckman Coulter,CytoFLEX)和荧光定量PCR仪(LightCycler 96,Roche)。   1. 2 小鼠免疫抑制模型建立
  参照余树民等(2014)的方法,以注射用环磷酰胺(以生理盐水稀释)建立小鼠免疫抑制模型,即按80 mg/kg剂量进行腹腔注射,1次/d,连续5 d。
  1. 3 试验分组及处理
  经适应性饲养3 d后,将50只健康昆明小鼠随机分为阴性对照组、模型组及女黄颗粒高、中、低剂量组(用水将女黄颗粒溶解成1.0 g/mL,按需要进行稀释),共计5个处理组,每组10只,自由采食和饮水。除阴性对照组外,其余4个处理组按照1.2的方法进行建模,建模后阴性对照组和模型组灌胃生理盐水,3个女黄颗粒处理组则分别按0.5、1.0和1.5 g/kg剂量灌胃给药,1次/d,连续7 d。
  1. 4 女黄颗粒对小鼠外周血T淋巴细胞亚群的影响
  给药7 d后,各处理组小鼠经摘眼球采血,肝素抗凝,取100 μL抗凝血加入CD3、CD4和CD8抗体各5 μL,混匀,4 ℃避光30 min后加入1.0 mL溶血素,10 min后加入1.0 mL PBS,然后300×g离心5 min,弃上清液;再加入2.0 mL PBS,漩涡振荡混匀,300×g离心5 min,弃上清液;最后加入450 μL PBS重悬细胞,以流式细胞仪进行数据采集并采用Kaluza 2.0进行数据分析。
  1. 5 女黄颗粒对小鼠脾脏IL-2、IL-4、TNF-α和TNF-γ表达的影响
  无菌条件下摘取小鼠脾脏立即放入液氮中, -80 ℃保存备用。按照Trizol试剂盒说明提取脾脏总RNA,再逆转录合成cDNA,并以cDNA为模板进行实时荧光定量PCR检测。检测结果在凝胶成像系统上拍照,通过图像分析软件读取目的条带密度扫描值,采用2-△△Ct法计算目的基因mRNA的相对表达量。实时荧光定量PCR扩增引物详见表1。
  1. 6 统计分析
  试验数据采用SPSS 20.0进行单因素方差分析(One-way ANOVA)和Duncan’s多重比较。
  2 结果与分析
  2. 1 女黄颗粒对小鼠外周血T淋巴细胞亚群的影响
  以流式细胞仪进行小鼠外周血T淋巴细胞亚群数据采集,并采用Kaluza 2.0进行数据分析,结果详见图1和表2。由表2可看出,在给药7 d后,模型组小鼠的CD3+、CD4+和CD8+ T淋巴细胞百分率较阴性对照组小鼠极显著降低(P<0.01,下同);与模型组相比,女黄颗粒高、中剂量组小鼠的CD3+、CD4+和CD8+ T淋巴细胞百分率极显著升高,而女黄颗粒低剂量组的变化不显著(P>0.05,下同)。与阴性对照组比较,模型组小鼠的CD4+/CD8+比值显著降低(P<0.05,下同);而与模型组相比,女黄颗粒高剂量组小鼠的CD4+/CD8+比值显著升高。
  2. 2 女黄颗粒对免疫抑制小鼠脾脏IL-2 mRNA相对表达量的影响
  女黄颗粒对免疫抑制小鼠脾脏IL-2 mRNA相对表达量的影响见图2。与阴性对照组相比,模型组小鼠脾脏IL-2 mRNA的相对表达量极显著下降;与模型组相比,女黄颗粒中、低剂量组小鼠脾脏IL-2 mRNA的相对表达量略有增加,但差异不显著,女黄颗粒高剂量组小鼠脾脏IL-2 mRNA的相对表达量则极显著下降。
  2. 3 女黄颗粒对免疫抑制小鼠脾脏IL-4 mRNA相对表达量的影响
  女黄颗粒对免疫抑制小鼠脾脏IL-4 mRNA相对表达的影响见图3。与阴性对照组相比,模型组小鼠脾脏IL-4 mRNA的相对表达量极显著下降;相对于模型组,各女黄颗粒处理组小鼠脾脏IL-4 mRNA的相对表达量均呈上升趋势,其中女黄颗粒中、低剂量组小鼠脾脏IL-4 mRNA的相对表达量极显著高于模型组小鼠。
  2. 4 女黄颗粒对免疫抑制小鼠脾脏TNF-α mRNA相对表达量的影响
  女黄颗粒对免疫抑制小鼠脾脏TNF-α mRNA相对表达量的影响见图4。与阴性对照组相比,模型组小鼠脾脏TNF-α mRNA的相对表达量极显著下降;与模型组相比,各女黄颗粒处理组小鼠脾脏TNF-α mRNA的相对表达量均呈极显著上升趋势,且以女黄颗粒中剂量组的相对表达量最高。
  2. 5 女黄颗粒对免疫抑制小鼠脾脏IFN-γ mRNA相对表达量的影响
  女黄颗粒对免疫抑制小鼠脾脏IFN-γ mRNA相对表达量的影響见图5。与阴性对照组相比,模型组小鼠脾脏IFN-γ mRNA的相对表达量呈极显著下降趋势;相对于模型组,各女黄颗粒处理组小鼠脾脏IFN-γ mRNA的相对表达量均呈极显著上升趋势,也是以女黄颗粒中剂量组的相对表达量最高。
  3 讨论
  环磷酰胺是临床常用的烷化剂类抗肿瘤药,进入机体后分解释放出氯乙基磷酰胺,而氯乙基磷酰胺对肿瘤细胞会产生细胞毒作用(史晶晶等,2016)。低剂量的环磷酰胺可促进机体的免疫功能,高剂量的环磷酰胺则通过损伤机体的免疫器官或组织,对机体各免疫细胞产生强烈的细胞毒性作用,而表现出明显的免疫抑制作用(Miao et al.,2015)。因此,本研究选用环磷酰胺建立小鼠免疫抑制模型,用于探讨女黄颗粒对免疫抑制小鼠外周血T淋巴细胞亚群及细胞因子IL-2、IL-4、TNF-α和IFN-γ表达的影响。
  T淋巴细胞是淋巴细胞的主要组分,具有直接杀伤靶细胞,辅助或抑制B淋巴细胞产生抗体,以及产生细胞因子等多种生物学功能。只有成熟的T淋巴细胞才能发挥免疫作用,而CD3+是成熟T淋巴细胞表面标志,因此通过检测CD3+ T淋巴细胞数量可间接反映机体的免疫功能水平(陈功义等,2015)。此外,T淋巴细胞还有两个重要的表面标志(CD4+和CD8+)。CD4+ T淋巴细胞的主要功能是辅助T淋巴细胞转变为效应细胞,促进B淋巴细胞转化为浆细胞及活化巨噬细胞;CD8+T淋巴细胞主要是指细胞毒性T淋巴细胞,对细胞免疫应答起重要作用。因此,CD4+和CD8+ T淋巴细胞数及CD4+/CD8+比值平衡是维持机体免疫功能的关键(孙晓雨等,2015;靳二辉等,2017;刘娟等,2017)。本研究结果表明,环磷酰胺可降低小鼠CD3+、CD4+和CD8+ T淋巴细胞百分率及CD4+/CD8+比值,而造成免疫抑制;但灌胃给药(女黄颗粒)后,CD3+、CD4+和CD8+ T淋巴细胞百分率及CD4+/CD8+比值均有所升高,说明女黄颗粒对T淋巴细胞亚群比例失调具有正向调节作用,可能与女黄颗粒中的黄芪、枸杞和女贞子含有大量多糖有关(吕小成等,2016)。   CD4+ T淋巴细胞根据其分泌细胞因子的类型不同可分为Th1型和Th2型。其中,Th1型细胞主要分泌INF-γ和IL-2等,INF-γ可增强吞噬细胞介导的抗感染免疫,同时促进CD8+ T淋巴细胞增殖分化(涂浩等,2015;姜建强等,2017);IL-2是T淋巴细胞增殖的主要细胞因子,同时可促进B淋巴细胞的增殖、分化,增强单核细胞及NK细胞的杀伤活性,从而全面调节机体免疫功能(李慧峰等,2014)。Th2型细胞主要分泌IL-4和IL-6等,IL-4被认为是巨噬细胞活化因子,可增加对B淋巴细胞刺激作用,诱发B淋巴细胞产生高水平IgE和IgG(刘志超和岳屹囡,2008);TNF-α是由活化的巨噬细胞和T淋巴细胞产生,参与免疫应答和炎症反应(宋玉龙等,2017)。本研究结果表明,按80 mg/kg剂量腹腔注射环磷酰胺建立的小鼠免疫抑制模型,能下调小鼠脾脏IL-2、IL-4、TNF-α和IFN-γ mRNA的相对表达量,致使机体免疫系统紊乱、免疫力下降;经胃灌服女黄颗粒后,IL-4、TNF-α和IFN-γ mRNA的相对表达量明显回升,表明女黄颗粒可通过调节部分细胞因子的表达而增强机体的免疫作用,但要完全康复可能需要长时间用药。
  4 结论
  女黄颗粒通过上调CD3+、CD4+、CD8+ T淋巴细胞百分率及提高IL-2、IL-4、TNF-α、IFN-γ的相对表达量以增强免疫抑制小鼠的免疫功能,临床推荐使用剂量为1.0 g/kg。
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  (责任编辑 兰宗宝)
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