两种重组神经肽对系统性红斑狼疮小鼠的作用及胸腺功能相关机制的研究

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【目的】
  化学合成及鉴定两种重组神经肽PACAP13和OT23,细胞水平上,设置PACAP13/OT23与细胞一起培养体系,分析和比较PACAP13/OT23对小鼠淋巴细胞的增殖和凋亡的细胞活性作用。在个体水平上,在Pristane诱导的红斑狼疮小鼠和自发性MRL/lpr狼疮小鼠两种系统性红斑狼疮小鼠模型基础上,分析PACAP13/OT23对小鼠自身抗体和肾脏免疫复合物沉积的效应,对胸腺和脾脏初始T细胞生成和输出功能及胸腺功能相关基因表达的影响。
  【方法】
  1.设计合成重组PACAP13肽和OT23,质谱和色谱分析测定PACAP13/OT23;
  2.细胞水平上,设置PACAP13/OT23与细胞一起培养体系,细胞增殖毒性检测试剂CCK8和AnnexinV-FITC/PI流式双染检测PACAP13/OT23对淋巴细胞增殖和凋亡的作用。
  3.Pristane诱导的狼疮小鼠模型的建立和鉴定:3~4周龄雌性BALB/c小鼠随机分成对照组、模型组、1nmol/ml和10nmol/ml浓度PACAP13干预组、1nmol/ml和10nmol/ml浓度OT23干预组。模型组、各浓度的PACAP13干预组和OT23干预组单次腹腔注射降植烷注射液0.5ml,对照组单次腹腔注射等量的生理盐水。各浓度的PACAP13干预组和OT23干预组一周后分别腹腔注射1nmol/ml和10nmol/ml浓度溶液,一周一次连续注射12次。3个月建模完成,采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)分别测定各组血清抗ANA抗体、抗dsDNA抗体、抗RNP/sm抗体水平。
  4.PACAP13和OT23在两种小鼠模型中对小鼠自身抗体和肾脏免疫复合物沉积的效应:Pristane诱导的狼疮小鼠模型随机分成模型组、PACAP13组和OT23组;6~8周龄自发性雌性MRL/lpr小鼠,随机分成MRL/lpr组、PACAP13组和OT23组。PACAP13组和OT23组分别每天腹腔注射10nmol/mlPACAP13和10nmol/mlOT23溶液,对照组注射等量生理盐水,连续注射14天。
  采用ELISA法分别测定各组血清抗ANA抗体、抗dsDNA抗体、抗RNP/sm抗体及IgG抗体水平;肾脏冰冻切片进行IgG蛋白沉积免疫荧光检查;
  5.实时定量PCR检测胸腺和脾脏初始T淋巴细胞标志物(sjTREC)的含量评价:PACAP13和OT23在两种小鼠模型中对小鼠初始T细胞输出水平的作用。
  6.逆转录实时定量PCR检测胸腺相关基因CXCL13、Foxp3、TGF-β、Aire、Fezf2、RORγt、IL-17的表达,分析PACAP13和OT23对两种小鼠模型中胸腺功能相关基因表达的影响。
  【结果】
  1.通过质谱和色谱分析测定后确定合成产物为目标多肽,电喷雾离子源(ESI)正离子模式进行质谱检测,PACAP13分子量为1547.59Da,OT23分子量为2899.21Da,与理论值相符。不同浓度的PACAP13和OT23对小鼠胸腺淋巴细胞都具有增殖作用,1nmol/ml和10nmol/ml浓度对淋巴细胞增殖作用,与对照组比较,差异具有统计学意义(P<0.01)。10nmol/ml浓度的OT23对淋巴细胞的增值作用较10nmol/ml浓度的PACAP13更显著,差异具有统计学意义(P<0.05)。不同浓度的PACAP13和OT23对小鼠胸腺淋巴细胞都具有保护作用,可以抑制淋巴细胞的凋亡,1nmol/ml和10nmol/ml浓度对淋巴细胞作用,与加Dex对照组比较,差异具有统计学意义(P<0.01)。
  2.建立Pristane诱导红斑狼疮小鼠模型,3个月后均无小鼠死亡。对照组小鼠普通饮食、饮水,大小便正常,活泼健壮,体毛有光泽。狼疮模型组小鼠体毛松散,特别是小鼠口鼻处体毛脱落,活动减少,体重增长较对照组快,出现明显的狼疮体征。分离Pristane诱导狼疮小鼠脾脏及胸腺组织,与对照组相比,狼疮模型小鼠存在脾脏和胸腺肿大症状,以及胸腺及脾脏重量均高于对照组。取小鼠肾脏冰冻切片,采用羊抗小鼠IgG-FITC抗体直接免疫荧光染色后,狼疮模型组小鼠肾脏可见沿毛细血管壁的弥漫性绿色荧光,IgG颗粒状沉积,对照组小鼠肾脏荧光微弱。
  3.Pristane诱导红斑狼疮模型小鼠,模型组小鼠血清ANA抗体(7124.66±1072.95)、抗dsDNA抗体(2595.46±510.24)、抗RNP/sm抗体(1887.65±404.67)与对照组相比水平显著升高,差异具有统计学意义(P<0.01),对照组小鼠的血清ANA抗体(3609.89±910.96)、抗dsDNA抗体(1427.39±174.90)、抗RNP/sm抗体(1212.88±204.83)水平。Pristane成功诱导BALB/c小鼠系统性红斑狼疮模型,且小鼠出现自身抗体异常增多症状。与模型组相比,1nmol/mlPACAP13干预组小鼠血清ANA抗体(4964.55±373.08)水平显著降低(P<0.01),10nmol/mlPACAP13干预组小鼠血清ANA抗体(4064.91±985.99)、抗RNP/sm抗体(1180.72±268.45)水平显著下降(P<0.01),抗dsDNA抗体(2069.60±237.91)水平明显降低(P<0.05),差异具有统计学意义,且10nmol/mlPACAP13干预组较1nmol/mlPACAP13干预组,小鼠血清抗dsDNA抗体、抗RNP/sm抗体水平减少更显著(P<0.05),差异具有统计学意义。与模型组相比,1nmol/mlOT23干预组小鼠血清抗dsDNA抗体(1771.32±130.94)、抗RNP/sm抗体(1349.26±222.11)水平显著降低(P<0.01),10nmol/mlOT23干预组小鼠血清ANA抗体(3316.23±430.18)、抗dsDNA抗体(1524.95±403.92)水平显著下降(P<0.01),差异具有统计学意义,且10nmol/mlOT23干预组小鼠血清抗ANA抗体水平较1nmol/mlOT23干预组ANA抗体水平减少更显著(P<0.01)。
  4.采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)分别测定PACAP13组和OT23组与狼疮模型组小鼠血清ANA抗体、抗dsDNA抗体、抗RNP/sm抗体及IgG抗体水平。Pristane诱导狼疮模型中,PACAP13组小鼠血清ANA抗体(4944.37±991.13)、抗dsDNA抗体(1958.83±314.03)、抗RNP/sm抗体(1519.73±397.67)水平与模型组小鼠相比减少,差异具有统计学意义(P<0.05)。而PACAP13组小鼠血清总IGg抗体与模型组小鼠血清总IGg抗体相比,差异无统计学意义。OT23组小鼠血清ANA抗体(4373.57±658.15)、抗dsDNA抗体(1708.16±466.84)、抗RNP/sm抗体(1374.19±417.76)水平与模型组相比显著降低,差异具有统计学意义(P<0.01),OT23组小鼠血清总IGg抗体(63.72±17.52)与模型组相比减少,差异具有统计学意义(P<0.05)。模型组小鼠的血清ANA抗体(7801.51±1001.91)、抗dsDNA抗体(2622.34±525.51)、抗RNP/sm抗体(2244.30±631.38)、IGg抗体(84.64±12.75)水平。取小鼠肾脏冰冻切片,采用羊抗小鼠IgG-FITC抗体直接免疫荧光染色后,PACAP13组和OT23组与Pristane诱导狼疮模型组小鼠相比,肾脏组织沿毛细血管壁的弥漫性绿色荧光相对减弱,IgG颗粒状沉积减少。
  MRL/lpr自发性狼疮模型中,PACAP13组小鼠血清ANA抗体(4294.35±735.23)、抗dsDNA抗体(1359.95±317.25)、抗RNP/sm抗体(1124.90±160.88)水平与模型组小鼠相比明显减少,差异具有统计学意义(P<0.01),OT23组小鼠血清ANA抗体(3597.01±525.22)、抗dsDNA抗体(1203.70±282.36)、抗RNP/sm抗体(1078.28±346.26)水平与MRL/lpr模型组小鼠相比显著降低,差异具有统计学意义(P<0.01)。而PACAP13组和OT23组小鼠血清总IGg抗体与模型组相比,差异均无统计学意义。MRL/lpr模型组小鼠血清ANA抗体(6296.86±927.05)、抗dsDNA抗体(2812.02±666.26)、抗RNP/sm抗体(1693.49±267.05)、IGg抗体(91.28±6.65)水平。取小鼠肾脏冰冻切片,采用羊抗小鼠IgG-FITC抗体直接免疫荧光染色后,PACAP13组和OT23组与MRL/lpr模型组小鼠相比,肾脏组织沿毛细血管壁的弥漫性绿色荧光相对减弱,IgG沿毛细血管壁颗粒状沉积减少。
  5.实时定量PCR检测胸腺和脾脏初始T淋巴细胞标志物(sjTREC)的含量,Pristane诱导的狼疮小鼠模型中,PACAP13组胸腺和脾脏淋巴细胞sjTREC的含量分别为1820290.74±64731.96和1857441.00±48262.02,OT23组胸腺和脾脏淋巴细胞sjTREC的含量分别为2032378.84±113129.68和2116611.45±44967.71,模型组胸腺和脾脏淋巴细胞sjTREC的含量分别为1350826.23±100789.25和1690741.503±90196.15。PACAP组胸腺淋巴细胞和OT23组胸腺、脾脏淋巴细胞中sjTREC含量与模型组比较,差异均具有统计学意义(P<0.01),PACAP13组脾脏淋巴细胞中sjTREC含量与模型组比较,差异具有统计学意义(P<0.05)。PACAP13组和OT23组比较,OT23对胸腺和脾脏中sjTREC含量升高更显著,差异具有统计学意义(P<0.01)。
  自发性MRL/lpr小鼠模型中,PACAP13组胸腺和脾脏淋巴细胞sjTREC的含量分别为1834598.42±111229.44和1743088.14±81789.91,OT23组胸腺和脾脏淋巴细胞sjTREC的含量分别为1924995.60±129687.97和1979199.37±78955.95,模型组胸腺和脾脏淋巴细胞sjTREC的含量分别为1434036.37±90730.29和1563433.14±101878.68。PACAP13组胸腺淋巴细胞和OT23组胸腺、脾脏淋巴细胞中sjTREC含量与模型组比较,差异均具有统计学意义(P<0.01),PACAP13组脾脏淋巴细胞中sjTREC含量与模型组比较,差异具有统计学意义(P<0.05)。OT23组脾脏中sjTREC含量与PACAP13组相比更高,差异具有统计学意义(P<0.05)。
  6.逆转录实时定量PCR检测胸腺相关基因的表达。Pristane诱导的狼疮小鼠模型中,与模型组比较,PACAP13组胸腺CXCL13基因(0.69±0.13)表达下调,Aire(2.70±0.40)、Fezf2(1.68±0.30)、Foxp3(1.55±0.23)、TGF-β(1.86±0.48)表达均上调,差异均具有统计学意义(P<0.01);与模型组比较,OT23组胸腺CXCL13基因(0.73±0.13)表达下调,Aire(2.96±0.44)、Fezf2(2.53±0.46)、Foxp3(1.61±0.24)、TGF-β(1.90±0.49)表达均上调,差异均具有统计学意义(P<0.01)。OT23组较PACAP13组,Fezf2表达差异更显著(P<0.01)。MRL/lpr小鼠模型,PACAP13组与模型组比较,胸腺CXCL13(0.83±0.16)、RORγt(0.74±0.08)、IL-17(0.81±0.16)基因表达下调,差异具有统计学意义(P<0.05)。OT23组与模型组比较,胸腺CXCL13(0.71±0.17)、RORγt(0.69±0.07)、IL-17(0.70±0.14)基因表达下调,差异具有统计学意义(P<0.01)。
  【结论】
  1.PACAP13和OT23对小鼠淋巴细胞具有促进增殖抑制凋亡的作用。
  2.PACAP13和OT23能降低狼疮小鼠血清ANA抗体、抗dsDNA抗体、抗RNP/sm抗体等自身抗体水平,减轻脾脏和胸腺肿大调节免疫器官异常,减少免疫复合物沉积。
  3.PACAP13和OT23能增强胸腺的输出功能,提高初始T细胞的生成和输出能力,维持外周T细胞受体库的多样性,且OT23对初始T细胞生成和输出效果更好。
  4.PACAP13和OT23能通过增加胸腺TGF-β及其转录因子Foxp3减轻诱导性狼疮小鼠的炎症反应;抑制B细胞聚集,减少自身抗体生成与炎症细胞迁移;增强清除自身免疫性T细胞能力从而建立自我耐受,改善胸腺功能。
  5.PACAP13和OT23可以通过抑制胸腺IL-17及其转录因子RORγt减轻自发性MRL/lpr小鼠炎症反应;抑制B细胞迁移聚集,减少自身抗体生成与炎症细胞迁移,改善胸腺功能。
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