苯扎贝特对原发性胆汁性肝硬化患者外周血CD4+T细胞的抑制作用研究①
2014-11-27陈曲波彭桉平黎翠翠卢欣沂周丽敏吴炜霖
陈曲波 彭桉平 黎翠翠 赵 蓉 卢欣沂 何 敏 周丽敏 吴炜霖
(广州中医药大学第二临床医学院免疫室,广州 510120)
原发性胆汁性肝硬化(PBC)是由自身免疫机制介导的,以肝内小胆管进行性、非化脓性炎症为特征的慢性胆汁淤积性疾病,并进一步发展为肝纤维化、肝硬化,最终导致肝功能衰竭。尽管PBC的病因和发病机制还不清楚,但有许多证据表明自身反应性T细胞参与发病,并对胆小管破坏起重要作用。研究显示在原发性胆汁性肝硬化患者肝脏组织存在显著的T细胞浸润,尤其在汇管区浸润的T细胞中以CD4+T细胞为主,表现为增强的Th1、Th17细胞介导的自身免疫反应及低下的Treg细胞反应[1]。传统降脂药苯扎贝特能降低PBC患者外周血Fas抗原阳性 T细胞的比率,具有一定程度的抗炎作用[2]。一些对熊去氧胆酸(Ursodesoxycholic acid,UDCA)耐药的PBC患者使用BF单一疗法,有50%可达到很好疗效,且UDCA联合BF治疗可使大多数病人的生化和免疫指标达到正常水平,明显改善临床症状,且没有任何的副作用,故BF联合UDCA可能对UDCA耐药的PBC患者是一种有效的治疗方法[3],但其免疫抑制机制不清楚。本研究通过BF体外干预PBC患者CD4+T细胞增殖和分化,阐述其免疫抑制作用机理,为临床应用BF提供理论和实验依据。
1 材料与方法
1.1 研究对象 PBC患者15例,女性12例,男性3例,平均年龄(66.5±16.8)岁,均来自2010年12月至2011年10月就诊于广东省中医院的门诊或住院病例。PBC组入选标准参考2009年欧洲和美国同时制定的新指南:①临床出现胆汁淤积症状,如黄疸、皮肤瘙痒、疲劳等;②AMA≥1∶40,尤其是AMAM2阳性,有胆汁淤积的生物化学改变(ALP和GGT升高且无其他原因),B超检查胆道系统正常;③肝活组织检查符合PBC改变。符合上述三项可确诊为PBC,符合前两项者但未进行肝活组织检查视为可疑PBC。所有患者临床表现各异,肝功能指标中ALT、AST、GGT、ALP 及 TBA 均明显异常,均无其他肝脏相关疾病及自身免疫性疾病。
1.2 CD4+T细胞的分选和培养 收集患者外周肝素抗凝血15 ml,分离外周血单个核细胞(PBMC)。采用德国Miltenyi公司磁珠分选试剂盒分选CD4+T细胞,分选纯度大于97%。将分选的CD4+T细胞加入RPMI1640培养液,以细胞数为2×105L-1的细胞悬液加入到96孔 U型板中,在anti-CD3(1 μg/ml)和anti-CD28(1 μg/ml)的刺激条件下,加入不同浓度的 BF(0、10、50、100 μmol/L)。于 37℃、5%CO2细胞培养箱中培养细胞,于不同时间收集细胞或上清进行下续实验。
1.3 CD69和CD25表达水平检测 分别于CD4+T细胞培养36 h及72 h后,收集细胞检测CD69及CD25分子表达。收集细胞,离心(1 500 r/min,5 min),制成细胞悬液,加入抗人FITC-CD69抗体或抗人PE-CD25抗体表面染色,4℃避光孵育30 min,洗涤(1 500 r/min,5 min)染色细胞重悬,采用BD CantoⅡ流式细胞检测仪检测,FACS Diva6.0软件分析流式检测结果。流式抗体购自美国eBioscience公司。
1.4 CFSE标记CD4+T细胞 将分选的CD4+T细胞加入RPMI1640培养液,调整细胞数1×106/L-1,将CFSE加入细胞悬液中(终浓度5 μmol/L),加入不同浓度的 BF(0、10、50、100 μmol/L),培养 7 d。培养第1天起在各孔均加入 anti-CD3(1 μg/ml)、anti-CD28(1 μg/ml)。于37℃、5%CO2细胞培养箱中进行细胞培养,隔2 d换液,采用BD CantoⅡ流式细胞检测仪检测CD4+T细胞增殖情况。
1.5 IL-17和IFN-γ水平检测 收集细胞培养上清液,按北京达科为有限公司ELISA试剂盒说明书严格操作。
1.6 IL-17和IFN-γ胞内水平检测 将培养7 d后的细胞在刺激剂PMA、Inomycin与monensin刺激下继续培养4 h。收集上述培养后的细胞,离心(1 500 r/min,5 min),制成细胞悬液,加入抗人PECY7-CD4抗体表面染色,4℃避光孵育30 min,洗涤(1 500 r/min,5 min),固定破膜。加入抗人 FITC-IL-17、APCIFN-γ抗体胞内染色,4℃避光孵育30 min,离心洗涤(1 500 r/min,5 min),cell staining buffer重悬,采用BD CantoⅡ流式细胞检测仪检测,FACS Diva6.0软件分析流式检测结果。流式抗体购自美国ebioscience公司。
2 结果
2.1 BF抑制PBC患者CD4+T细胞活化 PBC患者CD4+T细胞在anti-CD3和anti-CD28单抗的刺激条件下,加入不同浓度的 BF(0、10、50、100 μmol/L)培养后,FCM检测早期活化抗原CD69和中期活化抗原CD25表达情况。结果表明(图1),随着BF浓度的增加,CD69和CD25的表达率均相应地下降,尤其在100 μmol/L的BF干预浓度下,两者的表达抑制率均达到10%左右,进一步提示了BF呈浓度依赖性地部分抑制CD4+T细胞的早中期活化。
2.2 BF抑制PBC患者CD4+T细胞增殖 CFSE标记的PBC患者CD4+T细胞在anti-CD3和anti-CD28单抗的刺激条件下,加入不同浓度的BF(0、10、50、100 μmol/L)进行培养 7 d,FCM 检测CD4+T细胞增殖。结果表明(图2),无BF干预时,CD4+T细胞增殖明显(7代),其增殖率随着BF干预浓度增加而降低,50 μmol/L明显抑制CD4+T细胞增殖。
2.3 BF抑制PBC患者CD4+T细胞培养上清中IL-17和IFN-γ表达 ELISA法检测未处理组及BF处理组中IL-17和IFN-γ水平差异,显示BF处理组中IL-17和IFN-γ水平较未处理组明显降低(图3,P<0.05)。
图1 BF抑制PBC患者CD4+T细胞CD69和CD25的表达Fig.1 Expression of CD69 and CD25 on CD4+T cells of PBC patients by bezafibrate suppressing
图2 BF抑制PBC患者CD4+T细胞增殖Fig.2 Inhibition efficiency of bezafibrate on CD4+T cells proliferation in PBC patients
图3 BF抑制PBC患者CD4+T细胞培养上清中IL-17和IFN-γ表达Fig.3 Expression of IL-17 and IFN-γ in CD4+T cells culture supernatants of PBC patients by BF suppressing
2.4 BF 抑制 PBC 患者 IFN-γ+IL-17-、IFN-γ+IL-17+和IFN-γ-IL-17+CD4+T细胞各亚群细胞因子分泌 CD4+T细胞在anti-CD3和anti-CD28单抗刺激条件下,根据IFN-γ和IL-17的产生情况,可以将CD4+T细胞分为3个不同亚群,分别为IFN-γ+IL-17-、IFN-γ+IL-17+和 IFN-γ-IL-17+细胞,而 BF 对各亚群细胞因子分泌都有不同程度的抑制,且呈浓度依赖性(图4,P <0.05)。
3 讨论
图4 BF抑制PBC患者CD4+T细胞各亚群细胞因子(IFN-γ+IL-17-/IFN-γ+IL-17+/IFN-γ-IL-17+)的分泌Fig.4 Flow cytometry analyzed CD4+T cells subgroup cytokine secretion in PBC patients by BF suppressing
过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)除参与脂质和葡萄糖代谢外还可参与炎症反应,PPARs属于核受体,是一类配体激活的核转录因子,在特定配体激活下,可抑制多种炎症因子的表达。BF是非选择性的脂质PPARs激动剂,兼而具有激动PPARα、PPARδ、PPARγ的作用,其中以α亚型亲和力最高。近年国外临床实践发现BF对PBC患者也有一定临床疗效,对UDCA耐药的PBC患者单用或联合使用BF,可明显改善临床症状,可能是BF能通过PPARα增加多重耐药基因(MDR3)表达和诱导MDR3-P糖蛋白的表达,使磷脂分泌到胆汁,与疏水胆汁酸形成胶体对胆管上皮起保护作用,但其具体作用机理不明。故本文着重以PBC患者为研究对象,探讨BF治疗PBC的某些机制。
PBC是以肝内小胆管进行性、非化脓性炎症为特征的自身免疫疾病,其病因和确切发病机制至今尚不完全清楚,目前认为CD4+T细胞介导的自身免疫反应在PBC发病过程中发挥了重要作用。CD4+T细胞的异常活化和增殖在PBC发病过程中起关键作用。故而抑制其活化和增殖对于PBC的治疗具有重要意义。在T细胞的活化中,CD69不仅是它的早期活化标记分子,还可作为细胞的共刺激信号进一步加强细胞的增殖分化[4];CD25作为T细胞中期活化分子,是IL-2受体(IL-2R)α链,可与IL-2Rβ链、IL-2Rγ链组成IL-2R,进一步与IL-2结合,诱导细胞的增殖分化[5]。CD69和CD25作为T细胞不同时期的活化标记,可反映T细胞的活化水平,两者在BF的干预下均出现表达的下调,从而表明BF可抑制CD4+T细胞的活化。而T细胞活化是早期免疫应答的重要表现,选择性阻断T细胞异常活化可进一步抑制T细胞的增殖分化,阻止其介导的自身免疫反应,因此,本研究还采用活体染料CFSE标记追踪PBC患者CD4+T细胞增殖,显示BF对PBC患者外周血分离的经抗CD3/CD28刺激的CD4+T细胞的增殖具有抑制作用,提示BF可通过抑制CD4+T细胞的活化增殖来抑制PBC患者体内异常的免疫反应。
CD4+T细胞根据其产生的细胞因子不同而分为不同的亚群,分别为Th1、Th2及Th17。Th1细胞产生IFN-γ,参与细胞介导的免疫反应;Th2细胞产生IL-4,参与体液介导的免疫反应;Th17细胞产生IL-17,在防御胞外菌感染、介导慢性炎症以及自身免疫病中发挥重要作用[6-11]。目前已发现许多Th1与Th17细胞因子的表达水平与PBC患者的发生发展密切相关。文献报道,活动性PBC患者外周血Th细胞表达IFN-γ和/或IL-17的水平明显升高。而来自临床试验及动物实验的结果也显示,IFN-γ和/或IL-17在PBC致病机制中发挥了重要的作用[12]。而Th17细胞又可进一步分为表达IL-17+IFN-γ+和IL-17+IFN-γ-两类细胞群,表达 IL-17+IFN-γ+的Th17/Th1细胞在近年研究中也备受关注。已在小鼠模型的实验中发现Th17/Th1比只分泌IL-17的Th17细胞更具致病性[13]。而在PBC患者中这两类细胞群谁起最主要的致病作用,还是都起作用还需进一步的证明。ELISA结果发现BF呈浓度依赖抑制PBC患者外周血CD4+T细胞IL-17和IFN-γ的分泌,进一步流式结果显示BF抑制CD4+T细胞中IFN-γ+IL-17-、IFN-γ+IL-17+和 IFN-γ-IL-17+各亚群细胞的分化,提示BF抑制Th1及Th17细胞分化和其细胞因子释放,可能有助于缓解PBC急性期及慢性期过度的系统性炎症反应。然而BF抑制IFN-γ在50 μmol/L与100 μmol/L浓度差异有显著性,而对IL-17抑制50 μmol/L与100 μmol/L浓度差异无显著性,提示BF可能是通过不同的作用途径影响CD4+T细胞分化与细胞因子分泌。
总之,本研究从活化增殖、细胞因子分泌和细胞分化等多方面检测了BF对PBC患者CD4+T细胞的干预作用,显示BF可通过抑制CD4+T细胞活化增殖、细胞因子的分泌及Th1、Th17细胞分化发挥免疫抑制作用。为临床上应用BF治疗PBC提供新的理论依据。
[1]张文忠,姚 萍.原发性胆汁性肝硬化发病的分子机制研究进展[J].重庆医学,2009,38(21):2740-2742.
[2]Hazzan R,Tur-Kaspa R.Bezafibrate treatment of primary biliary cirrhosis following incomplete response to ursodeoxycholic acid[J].J Clin Gastroenterol,2010,44(5):371-373.
[3]Takeuchi Y,Ikeda F,Fujioka S,et al.Additive improvement induced by bezafibrate in patients with primary biliary cirrhosis showing refractory response to ursodeoxycholic acid[J].J Gastroenterol Hepatol,2011,26(9):1395-1401.
[4]Testi R,D'Ambrosio D,De Maria R,et al.The CD69 receptor:a multipurpose cell-surface trigger for hematopoietic cells[J].Immunol Today,1994,15(10):479-483.
[5]Gonzalez-Garcia A,Merida I,Martinez-AC,et al.,Intermediate affinity interleukin-2 receptor mediates survival via a phosphatidylinositol 3-kinase-dependent pathway[J].J Biol Chem,1997,272(15):10220-10226.
[6]Li X,Yuan FL,Lu WG,et al.The role of interleukin-17 in mediating joint destruction in rheumatoid arthritis[J].Biochem Biophys Res Commun,2010,397(2):131-135.
[7]Kohno M,Tsutsumi A,Matsui H,et al.Interleukin-17 gene expression in patients with rheumatoid arthritis[J].Mod Rheumatol,2008,18(1):15-22.
[8]Pernis AB.Th17 cells in rheumatoid arthritis and systemic lupus drythematosus[J].J Intern Med,2009,265(5):644-652.
[9]Murata M,Fujimoto M,Matsushita T,et al.Clinical association of serum interleukin-17 levels in systemic sclerosis:is systemic sclerosis a Th17 disease[J].J Dermatol Sci,2008,50(3):240-242.
[10]Kunz M,Ibrahim.Cytokines and cytokines profiles in human autoimmune diseases and animal models of autoimmunity[J].Mediators Inflamm,2009,2009:979258.
[11]Chen XQ,Yu YC,Deng HH,et al.Plasma IL-17A is increased in new-onset SLE patients and associated with disease activity[J].J Clin Immunol,2010,30(2):221-225.
[12]邓日辉,陈 颖,陈曲波.IL-1β、IL-6和IL-23对原发性胆汁性肝硬化患者Th17细胞形成的影响[J].中国免疫学杂志,2010,26(5):449-452.
[13]Bending D,De La Pena H,Veldhoen M,et al.Highly purified Th17 cells from BDC2.5NOD mice convert into Th1-like cells in NOD/SCID recipient mice[J].J Clin Invest,2009,119(3):565-572.