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R848对胸腺基质淋巴细胞生成素NaiveT细胞分化的影响

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第37卷2016年第5期 9月 中山大学学报(医学科学版) JOURNAL OF SUN YAT—SEN UNIVERSITY(MEDICAL SCIENCES) Vo1.37 No.5 September 2016 R848对胸腺基质淋巴细胞生成素Naive T细胞分化的影响 陈壮桂 ,邹小玲 ,潘莉 ,冯定云 ,杨丽芬 ,黎雅婷 ,张天托 (中山大学附属第三医院1√L科,2.呼吸内科,广东广州510630) 摘要:【目的】探讨咪喹莫特类似物R848对胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP)介导Naive T细胞分化的影响。【方法】 从健康志愿者外周血中提取单个核细胞(PBMC),免疫磁珠分选出CD14+PBMC,随后用不同因素诱导分化为成熟树突状细 胞(DC);另用免疫磁珠阴性分选出Na'ive T细胞后,将其与诱导分化后的DC共培养,并分组:A组为Naive T+PBS/DC;B组 为Naive T+TSLP/DC;C组为Naive T+(TSLP+R848)/DC;D组为Na ̄'ve T+(TSLP+anti—OX4OL)/DC。ELISA检测上清液细胞因 子IFN一 、IL一4和IL一13水平,荧光定量RT—PCR测定转录因子GATA一3及T—bet mRNA的表达。【结果】(1)TSLP诱导后 DC表达OX40L增加,而R848可抑制OX40L表达(P<0.05)。(2)B、C、D三组T细胞表达细胞因子IL一4和IL—l3水平均高于 A组;B组IL一4和IL一13均较c组和D组高,而D组高于c组(均P<0.05);C组表达IFN一 水平明显高于其余三组(均P< 0.05);A、B、D三组之间IFN一 无明显差异(P>0.05)。(3)C组和D组GATA一3 mRNA水平均低于B组,但高于空白对照A 组,其中D组GATA一3 mRNA水平高于c组;c组表达T—bet mRNA水平高于其余三组(均P<0.05);A、B、D三组之间T—bet 水平无明显差异(P>0.05)。【结论】TsIJP通过上调人Dc表达OX40L,在转录因子水平介导Naive T细胞向Th2细胞分化;这 种 IJP介导的Th2细胞优势反应可被R848所抑制。 关键词:支气管哮喘;T淋巴细胞;细胞分化;胸腺基质淋巴细胞生成素;R848 中图分类号::R392 文献标志码:A 文章编号:1672~3554(2016)05—0671—07 Investigation of R848 Implication on Thymic Stromal Lymphopoeitin Modulating T cells Diferentiation CHEN Zhuang—gui ,ZOU Xiao—ling2,PAN Li ,FENG Ding-yun ,YANG Li—fen ,LI Ya—ting , ZHANG Tian.tuo (1.Department of Pediatircs;2.Department of Respirology;The Third Afilfiated Hospital of Sun Yat—sen University,Guangzhou 510630,China) Corresponding to:ZHANG Tian—tuo,E—mail:zhtituli@163.corn Abstract:【Objective】To investigate the role of R848 in the pathogenesis of thymic stromal lymphopoeitin(TSLP)modulating Naive T cell diferentiation.【Methods】Peripheral blood mononuclear ceils(PBMC)were isolated by densi ̄gradient centirfugation from peripheral venous blood of healthy volunteers.Puriifed CD14+PBMC were obtained with microbead separation method and induced by TSLP to get matured DC.OX40L expressions on DC were measured by Flow cytometry assay.Puriifed CD4+CD45RA+T Naive T cell were also obtained from PBMC with microbead negative separation method,and used to cocuhured with stimulated DC. heT ceils were divided into 4 roups,Grgoup A:Naive T+PBS/DC;Group B:Naive T+TSLP/DC;Group C:Naive T+(TSLP+R848) /DC; Group D:Naive T+(TSLP+anti—OX40L)/DC.Then,the concentrations of cytokine IL.4, IL.13 and 1FN一^yin culture supernatant were measured by ELISA method, and expressions of GATA一3 and T—bet mRNA were determined by real time PCR. 【Results】(1)TSLP—induced DC produced increased OX40L but R848 inhibited the production of OX40L(P<0.05).(2)T cells of group B secreted more IL一4 and IL一13 than the other three groups.while the levels of these cytokines were increased in group D when 收稿日期:2016—04—21 基金项目:国家自然科学基金面上项目(81370114,81470219);广东省公益研究与能力建设专项资金(2014A020212120) 作者简介:陈壮桂,医学博士,硕士研究生导师,儿科副主任医师,E—mail:chenzhuanggui@126_c0m;邹小玲,并列第一作者,医学博士,E— mail:g10817@163.com; ̄信作者:张天托,医学博士,博士研究生导师,呼吸内科主任医师,E-mail:zhtituli@163.corn 672 中山大学学报(医学科学版) 第37卷 compared to group C(P<0.05).T cells of Group C produced more IFN--/than the other three groups(P<0.05)while no signiifcant diference among group A,B and D(P>0.05).(3)T cells ofgroup D expressed more GATA-3 mRNA than group C,but the mRNA expressions of this transcript factor were lower in both group C and D when compared to group B(P<O.05).The expression of T—bet mRNA was increased in group C than the other three roups(P<0.g05),while no signiifcant difference among group A,B and D(P >O.05).【Conclusion] LP promoted Naive T cell differentiation into Th2 cells by modulating the OX40L expression on DC;R848 suppressed the induction of TSLP on Th2 response. Key words:bronchial asthma;T lymphocytes;cell differentiation;TSLP;R848 虽然支气管哮喘的发病机制尚未明确,但是 Th2细胞优势反应在哮喘的发病中起着极其重要 的作用[I_2]。我们与其他学者的研究表明【3.5]:胸腺 基质淋巴细胞生成素(thymic stromal lymphopoietin.TSLP)是启动Th2细胞极化最关键 的因子,当外来刺激如变应原、病毒等作用于气 道,引起气道上皮细胞合成、分泌,rSIJP增多,后者 通过作用于树突状细胞(dendritic cells,DC),诱导 DC表面分子OX40L表达上调,与CD4+幼稚型T 细胞(Naive T)表面的OX40结合,产生的信号传 导至T细胞内。激活Th2特异性转录因子GATA一 3.Naive T细胞向Th2方向分化,从而导致哮 喘的发生。咪喹莫特类似物R848能够减少哮喘小 鼠气道嗜酸性细胞浸润,缓解慢性气道炎症。甚至 逆转气道重塑等哮喘特征性病理改变 ]。在人类 细胞模型的研究表明,R848能够直接诱导DC 产生IL一12.介导Naive T细胞向Thl细胞方向 分化[6-7]。然而。TSLP介导人Naive T细胞向Th2 细胞分化的效应是否能够被R848所抑制,目前鲜 有文献报道。因此,本实验拟探讨R848在TSLP 诱导的人Naive T细胞分化过程中的作用.阐明 R848是否能够抑制TSLP介导的Th2细胞反应及 其潜在的机制。 1材料与方法 1.1 主要试剂 抗人OX40L抗体(美国R&D公司);R848(瑞 士Enzo Life Sciences公司);重组人TSLP(美国 PEPROTECH公司);红细胞裂解液(美国 BectonDickinson公司):人Naive T细胞分选磁珠 试剂盒(德国Mihenyi生物公司);人Naive CD4+ T细胞生物素化抗体鸡尾酒+抗生物素化磁珠、人 CD14+细胞分选磁珠(德国Mihenyi生物公司);流 [J SUN Yat—sen Univ(Med Sci),2016,37(5):671—677] 式抗体:PE标记的鼠抗人CD45RA,FITC标记的 鼠抗人CD4+.PE标记的鼠抗人CDla,FITC标记 的鼠抗人HLA—DR.PE标记的鼠抗人OX40L,PE 标记的鼠抗人CD86。PE—CY5标记的鼠抗人CD83 (美国eBioscience公司);人IL~4、IL一13和IFN一  ̄/ELISA试剂盒(南京凯基生物公司);rhGM—CSF 和rhlL一4(美国eBioscience公司);RT—PCR引物 序列(深圳华大基因公司);RT—PCR使用试剂、 SYBR PrimeSeriptTM RT—PCR kit(TaKaRa.宝生物 工程大连有限公司);Trizol试剂(invitrogen公司)。 1.2实验方法 1.2.1 DC分离培养取健康志愿者50 mL外周 静脉血,离心去除红细胞、血小板及血浆等成分, 将剩余的白膜层与PBS以1:2比例稀释混匀。随 后按1:1比例加入淋巴细胞分离液,密度梯度法 分离提取出外周血单个核细胞(PBMC),用磁珠分 选出CD14+PBMC(按说明书操作),经流式细胞 仪测定纯度后,将所得到的CD14+细胞按2.0— 2.5 ̄106/孔加入l2孔板中,每孔加2 mL含细胞因 子rhGM—CSF(100 ng/mL)和rhlL一4(50 ng/mL)的 RPMI 1640完全培养基,37℃CO:培养箱培养。阴 性对照组:PBS+PBMC;TSLP组:TSLP+PBMC; R848组:TSLP+R848+PBMC;其中TSLP浓度为 (15 ng/mL),R848为(1 tzg/mL)。每组分别设4组 平行对照孔,每天于倒置显微镜下观察细胞形态 变化。 1.2.2流式细胞仪测定DC表面分子表达待上 述细胞培养72 h后,收集细胞,800 r/min离心沉 淀(离心半径r=10.8 cm),去除培养上清液,留取 细胞沉淀,加入hnL PBS洗涤,1 000 r/min离心分 离,弃上清,细胞沉淀中加入PBS以调整细胞浓度 为1 X 10 个/mL至1 X 10 个/mL。先将流式抗体 分别加入试管中,之后每管约加入100 L细胞混 悬液,轻涡旋,充分混匀,避光,静置孵育l5~20 第5期 陈壮桂,等.R848对胸腺基质淋巴细胞生成素Naive T细胞分化的影响 673 min。往试管中加入1 mL PBS液,以1 000 r/rain, 离心5 min,轻柔倒去上清液。流式细胞仪测定表 面CDla、HLA—DR表达水平鉴定为DC后,测定共 刺激分子CD83及CD86以了解DC分化成熟情 况,随后流式细胞仪测定DC表面OX40L表达情 况。 1.2.3 DC与Naive T细胞共培养将外周血中提 取出的PBMC以磁珠阴性选择分离获取CD4+ 45RA+双阳性Naive T细胞,经流式细胞仪测定鉴 别T细胞纯度,将1.2.1部分诱导分化成熟的DC 及Naive T细胞加入至12孔板培养.每孔 Naive T细胞数约为2.5 xl0 个,每孔加入DC数 约为5 X 10s个(按1:5比例)。共设4组:A组(空 白对照组):Naive T+PBS共培养的DC(PBS/DC); B组:Naive T+TSLP诱导的DC(TSLP/DC):C组: Naive T+TSLP诱导、R848干预的DC『(TSLP+ R848)/DC];D组:Naive T+TSLP诱导、anti— OX40L干预的DC[(TSLP+anti—OX40L)/DC]。其 中,TSLP浓度为(15 ng/mL),R848为(1 p ̄g/mL), anti—OX40L为(15 ng/mL),每组分别设4复孔。于 共培养第7天,加入plate—bound anti—CD3(5 g/ mE)和可溶性的anti—CD28(1 Ixg/mL)再次刺激24 h,收集培养液进行离心,留取上清液,测定细胞因 子IL一4、IL一13和IFN一^y浓度;剩余的细胞沉淀经 PBS洗涤后加入Trizol 1 mL于一80℃超低温冰箱 中冻存。待荧光定量PCR法测定T细胞内相关转 录因子mRNA表达水平。 1.2.4 RT—PCR 4定T—bet和GATA一3 mRNA表 达Trizol法常规提取各组细胞总RNA。按照试剂 盒操作程序逆转录成cDNA,采用SYBR Green法 在Applied Biosystems 7500 FAST反应仪中进行分 析。反应条件:95℃30 s;95 oC 5 s,60 cIc 20 s;循环 4O次。B—actin作为内参,引物设计如下:T—bet上 游弓I物:5 一AATGTGACCCAGATGATI'GTGC一3 , 下游弓I物:5 一CTTGGAAAGTAAAGATATGCGTG 1Tr一3 ,扩增长度为130 bp。GATA一3上游引物:5 一TGAAGGATGCCAAGAAGTT一3 .5 -TGAACAAA TGATTCGCCTA一3 ,扩增长度为203 bp。B—aetin 上游引物:5,_GTGGGGCGCCCCAGGCACCA一3 , 下游弓I物:5 一CTcCTTATGTCACGcAcGATTTc一 3 .扩增长度为239 bp。重复3次实验。记录每 个标品3个复孔的ct平均值。mRNA值=2-AACt。 1.3统计学处理 各组实验数据用 ±s表示,SPSS 16.0软件 进行统计学分析,各组间相差比较符合正态分布 的采用单因素方差分析,如非正态分布的采用秩 和检验分析,之后组间差异采用S-N—K分析。P< O.05表示有统计学差异。 2 结 果 2.1 不同干预因素处理后DC细胞形态比较 CD14+PBMC培养1 d后可见细胞半悬浮生 长,细胞聚集呈簇状生长。体积小,多为圆形。培养 72 h后.于倒置显微镜下观察三组DC细胞的形 态。此时细胞为脱壁悬浮状态,体积大,形状不规 则,有毛刺状突起。呈现特征性的星状、树突状,为 典型的DC形状,轻轻吹打即可脱壁(图1)。但三 组细胞之间形态学差异不明显。 2.2 不同干预因素处理后DC表达CD83及 CD86水平 细胞培养72 h后.经流式测定细胞表面 CDla、HLA—DR表达。鉴定为DC后,测定DC共 刺激分子CD83及CD86表达。此时TSLP及R848 组DC均高表达以上两种分子,为分化成熟的 DC,而PBS对照组低表达以上两种共刺激分子, 为未成熟DC(图2)。 2.3不同干预因素处理后DC表达OX40L水平 采用流式细胞仪测定三组不同干预因素处理 的DC表面OX40L表达情况.TSLP组DC表面 OX40L表达率及OX40L荧光强度均明显高于空 白对照(P均<O.05);R848组OX40L的表达率及 荧光强度均低于TSLP组(均P<0.05),但高于空白 对照组(尸<0.05;表1及图3)。 2.4不同因素干预处理后DC与Naive T细胞共培 养对Thl、Th2细胞相关细胞因子表达水平的影响 为了研究TSLP预处理后DC对Naive T细胞 极化的影响。以及不同干预处理在Naive T细胞极 化过程中的作用,我们使用R848干预TSLP对 NaiveT细胞分化的影响(C组),以及anti—OX40L 阻断DC与Naive T细胞的OX40L—OX40通路(D 组),随后检测细胞上清液Thl、Th2类细胞因子的 浓度;结果发现TSLP预处理组(B组)IL一4(1864 ±179)和IL一13(2575±115)水平均较R848干预 组(C组)(225±8,697-4-39)和anti—OX40L阻断 组(D组)(818-4-98,1257±81)高,其中,加人 第5期 陈壮桂,等.R848对胸腺基质淋巴细胞生成素Naive T细胞分化的影响 表1 不同因素干预处理后DC中OX40L表达率及表达荧光强度 Table 1 The expression rate and fluorescence intensity of OX40L on DC 675 3 l 1P<0.05 VS Control group;2)P<0.05 VS TsLP group anti—OX40L干预后以上两种细胞因子水平均高于 R848干预组,B、C、D三组T细胞表达IL一4和IL一 13水平均高于空白对照的A组(19.4±2.5。27.1± 7.2)(均P<0.05)。而Th1相关的细胞因子IFN— 在c(2280±297)组表达明显高于其余三组(均P <0.05),A(40±3)、B(37±2)、D(153±41)三组 之间IFN一 无明显统计学差异(P>0.05;图4)。 提示TSLP诱导的DC介导Naive T细胞向Th2方 向转化,R848以及拮抗OX40L能够抑制TSLP对 Naive T细胞的诱导分化作用。同时促进Thl细胞 反应的增强。 2.5不同因素干预处理后DC与Naive T细胞 共培养对转录因子GATA一3及T—bet mRNA 相对表达水平 GATA一3和T—bet分别是Th2及Thl细胞的 特异性相关的转录因子,对不同干预因素处理后 T细胞内转录因子GATA一3及T—bet mRNA的表 达水平进行比较,结果发现C组(1.89±0.51)和D 组(2.78±0.59)T细胞表达GATA一3 mRNA水平 IL一4 IL一13 IFN一 1)P<O.05 VS Group A;2)P<O.05 VS Group B;3)e<O.05 VSGroupC 图4不同干预组T细胞表达细胞因子IL一4、IL一13和 IFN— 水平 Fig.4 The concentrations of cytokine IL一4,IL一13。and Ⅱ'N—Yin T cells of diferent groups 均低于TSLP—DC共培养后的B组T细胞(5.31± 1.42),但高于空白对照组(1.21±0.35),其中D组 GATA一3 mRNA水平高于C组(均P<0.05)。C组 (5.01±1.63)表达T—bet mRNA水平高于其余三 组(均P<0.05);A(2.48±0.76)、B(1.68+0.32)、 D(2.01±0.53)三组之间该转录因子水平无明显 差异((P>0.05;图5),表明TSLP在转录因子水 0苗毒苞 平诱导Naive T细胞向Th2方向极化,拮抗OX40L 8 可抑制该过程;而R848对TSLP所诱导的Th2反 应的抑制作用较anti—OX40L显著,并且同时伴有 Th1细胞反应的增强。 2.6不同因素干预处理后对Thl、Th2细胞失衡的 影响 为了解三种不同干预因素对Thl/Th2平衡的 作用,我们同时对四组T细胞IL一4/IFN一 及 GATA一3/T—bet进行了比较,发现两组比值均为B 组最高,其次为D组,C组最低,各组之间的差异 具有统计学意义(均P<0.05;表2)。这进一步表 1)P<0.05 VS Group A;2)P<O.05 VS Group B;3)P<O.05 VS orup C 图5不同干预组T细胞表达转录因子GATA一3和T— bet mRNA相对水平 Fig.5 The relative level of transcript flad GATA-3 and T—bet mRNA in T cells of diferent groups 6 676 中山大学学报(医学科学版) 第37卷 明在TSLP的诱导作用下,Naive T细胞向Th2细 胞分化,Thl/Th2平衡明显向Th2方向偏移:加入 anti—OX40L拈抗OX40L后,TSLP对Naive T细胞 的作用受到抑制;而R848则完全逆转了TSLP诱 导的Thl/Th2失衡,使得该平衡朝Thl方向偏移。 3 讨 论 本研究利用体外细胞模型发现.TSLP刺激后 的DC与Naive T细胞共培养,引起细胞上清液 IL一4及IL一13表达水平明显升高,同时Th2细胞 分化特异性转录因子GATA一3 mRNA表达明显增 加,Thl细胞分化特异性转录因子T—bet表达减 少,表明TSLP通过DC介导,从转录因子水平诱 导Naive T细胞向Th2方向定向分化;另一方面, TSLP诱导Naive T细胞向Th2方向极化效应能够 被加入R848干预后所抑制。提示R848能够在 Naive T细胞极化起始阶段。下调TSLP所介导的 Th2细胞优势应答,纠正Thl/Th2细胞的失衡 OX40L是肿瘤坏死因子(TNF)超家族中的一 员,主要表达于DC、巨噬细胞等APC以及B细胞 表面㈣。OX40L在Th2分化的过程中起着“开关” 的作用 ,Naive T细胞表面表达OX40,TSLP能够 促进DC表达OX40L,当DC表面OX40L与Naive T细胞表面表达OX40相互结合,产生的信号传导 至T细胞内,引起活化T细胞核因子cl(NFATc1) 向胞核聚集[91,促使T细胞表达IL一4增多.IL一4 与T细胞上的IL一4受体(IL一4R)相互作用后.促 进SATA一6磷酸化并向胞核迁移,进而上调转录 因子GATA一3表达,最终使Naive T细胞增殖分化 为Th2细胞_lo]。我们在TSLP与DC共培养的同 时,加人OX40L单克隆抗体(OX40LmAb)进行阻 断,发现OX40LmAb干预后Th2细胞相关细胞因 子IL一4、IL一13以及转录因子GATA一3的表达水 平较单独TSLP干预组明显下降,提示TSLP诱导 的Th2细胞优势分化是由OX40L—OX40这一途径 所介导的。 咪喹莫特是TLRT/8的特异性配体,能诱导T 细胞产生Thl相关细胞因子IFN一 和IL一12,使 机体免疫反应向Thl方向偏移[n-12 ̄。作为一种强 有效的免疫佐剂,咪喹莫特已被批准用于临床治 疗[”]。R848是咪喹莫特的类似物,同样为TLR7/8 配体,已有研究报道其具有类似咪喹莫特的功能, 能够诱导产生Thl相关细胞因子如IFN一^y及直接 促进活化Naive T细胞向Th1分化的IL—l2,并且 抑制Th2细胞因子如IL一4和IL一5生成,从而调节 Thl/Th2反应,使免疫反应朝Thl方向进行[7,14]。 那么TSLP介导人Naive T细胞向Th2细胞分 化的效应是否能够被R848所抑制?为了探讨 R848在TSLP诱导人Naive T细胞极化过程中所 起的作用,阐明R848的作用靶点。我们比较TSLP 单纯作用于DC和加入R848进行干预后,DC表 面分子的表达情况,结果发现.TSLP可使DC表面 分子OX40L表达上调,在此基础上若给予R848 进行干预。则DC表面OX40L的表达明显受抑制. 且TSLP对Th2的诱导作用被明显抑制,表现为细 胞上清液Th2相关细胞因子如IL一4、IL—l3的生 成减少,转录因子GATA一3mRNA的表达下降:由 此可见,R848通过下调DC表面OX40L的表达, 抑制OX40L—OX40途径介导NaiVe T细胞向Th2 细胞优势分化。本研究与Lombardi等的结果相一 致[ j,R848干预组Thl相关的细胞因子IFN~^v表 达水平显著高于其他干预组 提示R848可通过促 使Naive T细胞向Thl细胞方向分化。增强Thl细 胞的功能,纠正Thl/Th2细胞比例失衡。 综上所述,R848通过下调DC表面分子 ]J 1J]● ]J 1第5期 陈壮桂,等.R848对胸腺基质淋巴细胞生成素Naive T细胞分化的影响 … 677 OX40L的表达.通过OX40一OX40L途径.在Naive T细胞极化起始阶段抑制TSLP介导的Th2反应. 纠正Thl/Th2细胞功能失衡。临床上已经使用咪 唑喹啉胺类药物对一些疾病进行治疗。在皮肤病 临床治疗上.咪喹莫特作为一种强有效的免疫佐 剂,已被批准用于治疗人乳头状病毒引起的生殖 器疣[”],取得一定的疗效,因此,本研究所得结果 有望成为针对哮喘患者OX40L进行精准治疗潜 在的药物。 参考文献 DECKERS J. BRANCO MADEIRA F,HAMMAD H. Innate immune cells in asthma f J].Trends Immunol, 2013,34(11):540—547. 陈壮桂,纪经智,李鸣,等.免疫调节剂对哮喘患儿血 IL一4及IFN一 的影响及临床疗效分析[J].中山大学 学报:医学科学版,2009,30(1):100—103. CHEN ZG.肛JZ,LI M,et a1.Effect and analysis of clinical efficacy of immunomodulator on serum levels of IL一4 and IFN一_y in asthmatic children[J].J Sun Yat—sen Univ(Med Sci),2009,30(1):100—103. CHEN ZG,ZHANG rrr.U HT。et a1.Neutralization of TSLP inhibits airway remodeling in a murine model of lalergic asthma induced by chronic exposure to house dust mite[J].PLoS One,2013,8(1):e51268. 李洪涛,张天托,陈壮桂,等.布地奈德对支气管哮喘 小鼠树细胞胸腺淋巴细胞生成素受体表达的影响 [J].中华结核和呼吸杂志,2012,35(7):497—502. LI HT. ZHANG rrr. CHEN ZG.The effect of bndesonide on thymic stromal lymphopoetin receptor and cytokine pmfile of dendritic cells in OVA-induced asthma in mice[J].Chin J Tubercul Respir Dis,2012, 35(7):497—502. ITO T。LIU YJ. ARIMA K. 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