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背景:
系统性红斑狼疮(Systemic lupus erythematosus,SLE)是自身免疫性疾病的原型,以B细胞过度激活、T细胞功能缺陷和大量的自身抗体产生为特征,可累及全身多个系统。虽然研究表明SLE与遗传因素有关,但家族性SLE发病并不多见。除遗传易感性外,SLE发病还与性激素、感染和环境等因素有关。多因素作用引起的机体免疫系统功能紊乱在SLE发病机制中起至关重要的作用,Th1/Th2细胞及细胞因子网络失衡便是一例。其中,各种细胞因子,特别是Ⅰ型干扰素(interferon,IFN),在SLE发病机理和效应机制中起关键作用。研究提示,SLE患者外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)的基因表达谱与在体研究时Ⅰ型IFN刺激产生的基因谱相一致,尽管并非所有的SLE患者有这样的“干扰素标记(IFN signature)”。IFN过度表达可促进炎性细胞因子和趋化因子生成,单核细胞成熟为树突状细胞,自身B、T细胞激活,自身抗体产生以及自身免疫耐受缺失。也有研究证明Ⅰ型IFN受体缺陷对狼疮小鼠的发病是一种保护因素。Toll样受体(Toll—like receptors,TLRs)属于Ⅰ型跨膜蛋白(typeⅠ transmembrane protein),在特定条件下,TLRs表达异常可导致机体功能紊乱,引发各种疾病,包括自身免疫性疾病。近年的研究发现TLRs在SLE发病机制其中也担任重要角色。
Autophagy(自体吞噬/自噬)源自希腊词根:auto(自我/自己)和phagy(“吃/食”),又称“自食”,它是通过溶酶体降解通路促进细胞大分子和细胞器循环的细胞降解途径。自噬是细胞生存、分化、生长和稳态的基础,与人类多种疾病相关。研究提示自噬在免疫机制中发挥关键作用,如参与MHCⅡ类抗原提呈,随之,经抗原提呈细胞(antigen presenting cell,APC)激活和调节CD4+T细胞。有趣的是,哺乳动物干扰素诱导的eIF2α激酶PKR(RNA激活的蛋白激酶)在引发自噬中发挥重要作用。此外,最近研究表明自噬是Th1/Th2细胞极化的效应机制,在病毒识别和浆样树突状细胞(pDCs)分泌IFN—α中起关键作用。TLRs在调控自噬中的关键作用也得到了研究证实。
目的:
观察活动性SLE患者新分离的(t0)外周血淋巴细胞(PBLs)是否存在自噬现象,同时在基因和蛋白水平测定活动性SLE患者外周血淋巴细胞(peripheral blood lymphocytes,PBLs)自噬标志物Beclin1、微管相关蛋白1轻链3(microtubule—associated protein1 light chain3,MAP1LC3,以下简称LC3)的表达水平及PBMCs中TLR7 mRNA的表达水平和血清IFN—α水平,通过统计学分析其内在联系,探讨自噬在狼疮发病中的作用机制。
方法:
1.分别以类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA,n=20)和健康志愿者(n=10)作为对照组,活动性SLE(n=30)为病例组,应用Ficoll—Hypaque提取各组PBMCs,通过贴壁法除去单核细胞,可获得PBLs。然后,将新分离的(t0)PBMCs/PBLs一部分冻存于—80℃,一部分继续培养24h(t24)。
2.利用透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM,简称透射电镜)观察各组PBLs(t0)的细胞超微结构。
3.应用Trizol Reagent提取活动性SLE组及对照组细胞总RNA,利用半定量和实时定量RT—PCR方法检测Beclin1、LC3 mRNA表达水平;实时定量RT—PCR方法检测PBMCs中TLR7mRNA表达水平。
4.使用细胞裂解液(Cell lysis buffer)按照操作说明提取细胞总蛋白,应用Western blot方法测定t0和t24时活动性SLE组及对照组PBLs中Beclin1、LC3蛋白表达水平。
5.利用ELISA法测定活动性SLE患者(n=20)及RA(n=20)和健康对照组(n=10)的血清IFN—α水平,并将其与临床指标CRP、ESR、SLEDA1及实验结果进行统计学相关性分析。
结果:
1.电镜示:t0时,SLE组PBLs中可见双层膜结构的自噬泡积聚,即典型的自噬现象;同时,在RA、健康对照组中也可见自噬现象,但不明显、不典型。同时我们也观察到SLE PBLs中发生了凋亡现象。
2.半定量RT—PCR结果:t0时,SLE组LC3基因表达较RA组和健康对照组增强(p<0.05),但各组间Beclin1基因表达无显著差异。
3.实时定量RT—PCR结果:t0和t24时,SLE组Beclin1基因表达水平分别较RA组和健康对照组显著增强(t0:1.46±0.64 vs0.60±0.23 vs0.97±0.19;t24:2.27±0.81 vs0.90±0.30 vs1.24±0.38,p<0.05),此外,t0时RA组Beclin1 mRNA表达较健康对照组显著下调(p<0.05);t0和t24时,SLE组LC3基因表达水平分别较RA组和健康对照组显著增强(t0:4.16±2.52 vs1.13±0.38 vs1.19±0.32;t24:5.78±2.03 vs1.63±0.66 vs1.67±0.50,p<0.05);SLE组新分离PBMCs TLR7基因表达均较RA组和健康对照组增强(1.51±0.793 vs0.74±0.467 vs0.78±0.263,p<0.05),RA组与健康对照组间无统计学差别。
4.Western blot结果显示:t24时,SLE组Beclin1、LC3蛋白表达较两对照组增强(p<0.05),对照组间无统计学差别;但未发现t0时各组间表达有显著差别。
5.活动性红斑狼疮患者血清IFN—α浓度较RA组和健康对照组显著升高(23.55±21.9 pg/ml vs7.80±11.34 pg/ml vs7.25±8.8pg/ml,p<0.05)。
6.统计学相关分析结果表明:SLE血清IFN—α水平与实时定量RT—PCR所测定的t0时LC3mRNA(t=0.719,p=0.001)和TLR7 mRNA(r=0.603,p=0.005)表达水平显著正相关,与Beclin1、SLEDAI、CRP、ESR无相关性。
结论:
活动性SLE患者PBLs中存在自噬现象,自噬相关标志物Beclin1、LC3在基因和蛋白表达水平上均上调,提示活动性SLE患者自噬活性增强,活动性SLE患者PBMCs中TLR7mRNA表达水平及血清IFN—α水平均增高,且血清IFN—α分别与LC3mRNA和TLR7mRNA呈正相关;提示IFN—α—TLR7与SLE自噬异常有关,IFN—α—TLR7-自噬通路可能参与活动性SLE的发病。这为研究SLE提供了新的理论基础,并可能为今后治疗狼疮提供新的靶点。