IL-21对银屑病Th17细胞和Treg细胞免疫调节的研究

来源 :第二军医大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qiuyucen
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银屑病是一种严重危害人类健康的自身免疫性疾病,是在多基因遗传背景下由T细胞介导的慢性、复发性疾病,病人机体免疫系统紊乱,造成临床上典型的皮肤鳞屑性炎症病变。但到目前为止,对其发生的免疫学机制尚不完全清楚,因此,进一步探索研究新的T细胞亚群与银屑病发生的关系,以及细胞因子对T细胞亚群的调节作用,对深入揭示银屑病发病的免疫学机制、寻找新的治疗靶标和药物、防治银屑病都具有重大的意义。   免疫自稳对防止自身免疫性疾病的发生和维持体内免疫平衡发挥了重要的作用。调节性T细胞(Regulatory T cells,Treg细胞)具有免疫抑制作用,在外周免疫耐受中起关键作用。Th17细胞是最近新发现的一群产生IL-17的辅助型T细胞,而IL-17是一种强大的前炎症性细胞因子,可诱导炎症发生和组织损伤,加重自身免疫性疾病的发生。Treg细胞和效应细胞之间的相互作用对于维持有效的免疫反应和病理损伤的平衡至关重要。同时在T淋巴细胞亚群的分化和作用中,各种细胞因子发挥着不可替代的作用。IL-21R在组织细胞上的广泛表达引起了学者对IL-21的关注,研究提示,IL-21通过一些重要的免疫细胞发挥作用,IL-21能够调节CD4+T细胞活化和增殖,抑制Treg细胞的分化及抵抗Treg细胞对效应性T细胞的抑制作用。   由此,银屑病患者中Th17细胞和Treg细胞是否存在数量的改变?是否存在Th17/Treg失衡?IL-21是如何发挥对Th17细胞和Treg细胞调节作用的?我们的实验便是围绕这几个问题展开的。   本研究通过不同的方法从mRNA水平和蛋白水平证实在银屑病患者外周血和皮肤组织中存在过度活化的Th17细胞,Th17细胞的数量明显增加,而外周血和皮肤组织中Treg细胞数量减少,出现了Th17/Treg的失衡。同时从不同的水平证实了在银屑病患者外周血和皮损中存在高于健康对照者的IL-21和IL-21R,通过CD4+T细胞与IL-21的共培养,发现IL-21能够促进银屑病患者外周血Th17细胞的分化,抑制了Treg细胞的转录因子foxp3的表达,从而降低Treg细胞的活性。由此我们可以推测使用IL-21R/Fc融合蛋白或IL-21单抗可以拮抗IL-21,从而抑制Th17细胞分化及增强Treg细胞的活性,进而调节体内Treg/Th17平衡,最终实现控制炎症、治疗银屑病。因此,本实验的结果为将来在临床上实施靶向性阻断IL-21R信号治疗银屑病奠定了重要的理论基础。   第一部分银屑病患者外周血、皮肤组织Th17细胞的实验研究   目的:探讨Th17细胞在银屑病患者外周血PBMC、皮肤组织的变化情况,明确Th17细胞与银屑病的可能关系。   方法:用流式细胞仪检测58例银屑病患者及20例健康对照者外周血中Th17细胞的百分率;用实时定量PCR(real-time PCR)检测外周血和皮肤组织中Th17细胞相关细胞因子mRNA的表达情况;用酶联免疫吸附实验(ELISA)检测培养上清中IL-17、IL-22的分泌水平;用免疫组织化学检测IL-17在25例银屑病患者及15例健康对照者皮肤组织中表达情况;用激光扫描共聚焦显微镜(confocal)检测Th17细胞在皮肤组织中的分布情况。   结果:通过流式细胞仪检测到了银屑病患者Th17细胞占CD4+T细胞的百分率明显高于健康对照者;免疫组织化学和激光扫描共聚焦显微镜发现银屑病皮损组织中有CD4+IL17+的淋巴细胞浸润,而正常人皮肤组织中较少;PBMC培养上清中的IL-17和IL-22分泌水平增加;Real-time PCR发现Th17细胞相关细胞因子IL-17A、RORC、IL-23A和IL-22mRNA以及Th1相关因子IFN-γmRNA在银屑病患者的PBMC和皮肤组织中表达均较健康对照组增高,Th2相关细胞因子IL-4在PBMC中表达没有差异,但在皮肤组织中表达有显著差异。   结论:银屑病患者外周血和皮肤组织中存在过度表达的Th17细胞,Th17细胞及其相关因子可能与银屑病的发生发展密切相关。   第二部分银屑病患者外周血PBMC、皮肤组织Treg细胞的实验研究   目的:探讨Treg细胞及其转录因子Foxp3在银屑病患者外周血和皮肤组织的变化情况,明确Treg细胞与银屑病的关系。   方法:用流式细胞仪检测58例银屑病患者及20例健康对照者外周血中Treg细胞的百分率;用real-time PCR检测外周血和皮肤组织中Treg细胞转录因子Foxp3mRNA的表达情况。   结果:流式细胞仪的检测发现银屑病患者外周血PBMC中CD4+CD25+Foxp3+细胞的百分率低于正常对照组,同时real-time PCR示Treg细胞转录因子Foxp3mRNA在银屑病患者外周血PBMC和皮肤组织表达较正常对照组降低。分析发现Th17细胞占CD4+T细胞的比例与Treg细胞CD4+T细胞的比例成负相关。   结论:银屑病患者外周血Treg细胞的比例降低,与Th17细胞的比例成负相关。Treg细胞转录因子Foxp3表达的降低及Treg细胞对Th17细胞抑制作用的减弱可能是银屑病的发病机制之一。   第三部分 IL-21、IL-21R在银屑病发病中作用的实验研究   目的:研究IL-21、IL-21R在银屑病患者外周血iPBMC和皮肤组织中的表达情况。   方法:流式细胞仪检测58例银屑病患者及20例健康对照者外周血中PBMC中IL-21+CD4+、IL-21R+CD4+细胞占CD4+T细胞的百分率;Real-time PCR检测外周血和皮肤组织中IL-21、IL-21RmRNA的表达情况;Western-Blot检测皮肤组织中IL-21和IL-21R表达情况;ELISA检测PBMC培养上清中IL-21的分泌水平;免疫组织化学检测IL-21、IL-21R在皮肤组织中的表达情况;激光扫描共聚焦显微镜(confocal)检测IL-21在皮肤组织中的表达情况。   结果:流式细胞仪检测发现银屑病患者PBMC中IL-21+CD4+、IL-21R+CD4+细胞占CD4+T细胞的百分率明显增加;Real-time PCR发现IL-21、IL-21RmRNA在银屑病患者PBMC和皮肤组织中表达均较健康对照者增高;ELISA检测发现培养上清中IL-21分泌水平增加;免疫组织化学染色发现IL-21、IL-21R在银屑病患者皮损组织内表达比健康对照组明显增高;Western-Blot示IL-21和IL-21R蛋白在银屑病患者的皮损中表达增高;激光扫描共聚焦显微镜显示银屑病患者皮损组织中有CD4+IL-21+的淋巴细胞浸润,而正常人皮肤组织中较少。   结论:IL-21、IL-21R在银屑病患者的外周血PBMC和皮损组织中表达增加。   第四部分 IL-21对银屑病Th17细胞和Treg细胞的免疫调节作用的研究   目的:研究IL-21对银屑病Th17细胞和Treg细胞的免疫调节作用。   方法:分离CD4+T细胞,在IL-21的存在下体外细胞培养72h,流式细胞仪检测30例银屑病患者及15例健康对照者CD4+T细胞培养72h后Th17细胞的变化情况;CFSE标记细胞检测IL-21对银屑病患者Th17细胞增殖的影响;Real-time PCR检测IL-21刺激后IL-17A、Th17细胞转录因子RORC以及Treg细胞转录因子Foxp3mRNA的表达情况;ELISA检测CD4+T细胞培养上清中IL-17和IL-22的分泌水平。   结果:流式细胞仪检测发现银屑病患者和正常对照者的CD4+T细胞加入IL-21后IL-17+细胞的比例明显高于未加入IL-21组;Real-time PCR检测IL-21刺激后IL-17A和RORC的表达明显高于未刺激组,而Treg细胞的转录因子Foxp3的表达明显低于未刺激组;CFSE示IL-21刺激后诱导了CD4+T细胞的增殖分化;加入IL-21后,银屑病患者CD4+T细胞培养上清中IL-17和IL-22分泌水平增加。   结论:IL-21促进银屑病患者外周血Th17细胞的分化,同时抑制了Treg细胞的转录因子foxp3的表达,降低了Treg细胞的活性,破坏Treg/Th17平衡。
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