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系统性硬皮病患者外周血单个核细胞对皮肤克隆成纤维细胞胶原代谢的影响

2012-04-13高地朱鹭冰李明

中国临床医学 2012年3期
关键词:硬皮病胶原纤维细胞

高地 朱鹭冰 李明

(复旦大学附属中山医院皮肤科,上海 200032)

系统性硬皮病(systemic scleroderma,SSc)是一种顽固的自身免疫性疾病,其免疫紊乱表现在多个方面。免疫活性细胞(主要是淋巴细胞)及其相关细胞因子和趋化因子在SSc发病机制中的作用逐渐引起关注[1]。我们的前期研究[2]显示皮肤成纤维细胞外微环境中细胞因子异常可能参与SSc患者皮肤成纤维细胞高胶原合成克隆的形成。外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)以淋巴细胞为主,能产生多种细胞因子。本研究旨在探讨SSc患者的PBMC对具有不同胶原合成能力的皮肤克隆成纤维细胞的胶原代谢的影响。

1 资料与方法

1.1 实验材料 DMEM高糖培养基、胎牛血清由PAA公司生产;小鼠抗人波形蛋白、细胞角蛋白单抗由Abcam公司生产;兔抗人Ⅷ因子多抗由Antibody Diagnostica公司生产;亲和素-生物素-酶复合物显色试剂盒和生物素化马抗小鼠、羊抗兔二抗由Vector公司生产;RNA提取试剂盒由Invitrogen公司生产和cDNA合成试剂盒、荧光定量聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)试剂盒、引物和TaqMan探针由上海闪晶公司生产;淋巴细胞分离液、植物血凝素(phytohemaggtutinin,PHA)由Sigma公司生产。

1.2 研究方法

1.2.1 筛选SSc和健康皮肤具有不同胶原合成能力的异质性成纤维细胞克隆 选取5例病程<3年且符合美国风湿病学会1980年分类标准[3]的进展期SSc患者(研究组)分别在局部麻醉下切取其前臂逐渐扩大的硬化皮损边缘的皮肤组织;同时选取4例性别、年龄匹配的整形外科手术者(对照组),在局部麻醉下切取其相应部位的健康皮肤组织。所有研究对象均知情同意。

采用组织块培养法原代培养成纤维细胞并传代增殖,对第2代细胞进行免疫组织化学鉴定并采用改良有限稀释法分离克隆。采用实时荧光定量逆转录-聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)法检测克隆成纤维细胞内Ⅰ型前胶原的mRNA水平[4]。

1.2.2 PBMC的分离 无菌采集对照组和研究组病情活动期患者各3例的静脉血5mL,加入盛有肝素的无菌小瓶,加盖后轻轻摇匀。取抗凝血,计数白细胞总数后,采用密度梯度离心法分离PBMC,以Hanks液重悬细胞,洗涤2次后计数细胞。根据计数结果,将PBMC稀释至106/mL(细胞悬液片含5μg/mL PHA),接种于25cm2培养瓶,置于37℃、5%CO2培养箱中培养48h。离心,收集上清液。

1.2.3 PBMC对SSc皮肤克隆成纤维细胞中Ⅰ型前胶原和基质金属蛋白酶1(matrix metalloproteinase-1,MMP-1)mRNA水平的影响 根据预实验,确定PBMC培养上清液的浓度为10%。在筛选出的SSc皮肤克隆成纤维细胞中,选取Ⅰ型前胶原mRNA高、低表达的克隆各3个,每个克隆经0.25%胰蛋白酶消化后,分别接种于4个3.5cm2培养皿,培养至80%融合时,弃生长培养液,换为含0.1%胎牛血清的DMEM高糖培养液培养24h,弃培养液,每个克隆提取其中1个培养皿细胞的总RNA,另外3个培养皿分为3组,分别为未干预组、研究组PBMC培养上清液干预组和对照组PBMC培养上清液干预组。按确定的PBMC培养上清液的终浓度(10%)配制含0.1%胎牛血清的DMEM高糖培养液,分别加入Ⅰ型前胶原mRNA高表达和低表达的SSc皮肤克隆成纤维细胞的细胞培养基中,培养48h后提取总RNA,与干预前提取的总RNA一起以实时荧光定量RT-PCR法检测Ⅰ型前胶原和MMP-1mRNA水平。采用各样品干预后与干预前目的基因mRNA的△CT的差△△CT表示干预因素的作用大小:△△CT绝对值大,表示干预因素作用大;反之,表示干预因素作用小;△△CT为正值,表示干预因素使目的基因mRNA的水平上升;△△CT为负值,表示干预因素使目的基因mRNA的水平下降。

1.3 统计学处理 采用SPSS 11.5软件进行统计学分析。计数资料以均数±标准差(¯x±s)表示。采用两因素方差分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 筛选SSc和正常皮肤具有不同胶原合成能力的异质性成纤维细胞克隆 研究组和对照组分别获得36个和32个皮肤成纤维细胞的克隆,其免疫组织化学结果显示:胞浆波形蛋白阳性、角蛋白阴性、Ⅷ因子阴性,符合成纤维细胞的特征。由于克隆细胞体外生存期有限,不可能对所有克隆进行测定,因此在获得的克隆中,检测研究组5例共25个克隆和对照组4例共21个克隆。通过样品聚类分析将Ⅰ型前胶原mRNA水平分为高表达(△CT>1)、中表达(-1≤△CT≤1)和低表达(△CT<-1),研究组高、低表达克隆数分别为12个和7个,对照组高、低表达克隆数分别为3个和5个。

2.2 PBMC对SSc皮肤克隆成纤维细胞Ⅰ型前胶原和MMP-1的mRNA水平的影响

2.2.1 PBMC对SSc皮肤克隆成纤维细胞中的Ⅰ型前胶原mRNA水平的影响 见表1。

2.2.2 PBMC对SSc皮肤克隆成纤维细胞中的MMP-1的mRNA水平的影响 见表2。

表1 PBMC对SSc患者Ⅰ型前胶原mRNA高和低表达皮肤克隆成纤维细胞Ⅰ型前胶原mRNA水平的影响(¯x±s,△△CT)

表2 PBMC对SSc患者Ⅰ型前胶原mRNA高和低表达皮肤克隆成纤维细胞MMP-1mRNA水平的影响(¯x±s,△△CT)

3 讨 论

在SSc发病的早期,患者皮肤真皮下层存在以CD4+T辅助细胞为主的淋巴细胞浸润,提示免疫活性细胞可能通过直接或间接产生细胞因子/趋化因子来诱导产生或调节“硬皮病成纤维细胞表型”[5-6]。研究[7]显示,SSc患者 PBMC 和皮肤 成纤维细胞共培养后,T淋巴细胞的寡克隆扩增与发生在皮肤的T淋巴细胞寡克隆扩增类似。

既往关于SSc患者PBMC培养上清与皮肤成纤维细胞共培养的研究均未考虑PBMC干预前成纤维细胞胶原合成能力对干预结果的影响,本研究以SSc皮肤克隆成纤维细胞作为研究对象,探讨PBMC对SSc具有不同胶原合成能力的皮肤克隆成纤维细胞的胶原代谢的影响。

本研究结果表明,SSc具有不同胶原合成能力的克隆成纤维细胞中Ⅰ型前胶原、MMP-1mRNA水平对PBMC的反应存在异质性。SSc患者PBMC培养上清与皮肤克隆成纤维细胞共培养48h,仅使具有低胶原合成能力的SSc克隆成纤维细胞的Ⅰ型前胶原和MMP-1mRNA水平上升,未发现其对高表达者有影响。

[1] Gu YS,Kong J,Cheema GS,et al.The immunobiology of systemic sclerosis[J].Semin Arthritis Rheum,2008,38(2):132-160.

[2] 高地,朱鹭冰,李明.细胞因子TGFβ1,CTGF和IFN-γ对系统性硬皮病克隆成纤维细胞胶原代谢的影响[J].中国皮肤性病学杂志,2012,26(1):9-11.

[3] Subcommittee for scleroderma criteria of the American rheumatism association diagnostic and therapeutic criteria committee.Preliminary criteria for the classification of systemic sclerosis(scleroderma)[J].Arthritis Rheum,1980,23(5):581-590.

[4] 高地,朱鹭冰,李明.系统性硬皮病患者皮肤克隆成纤维细胞胶原代谢的异质性[J].中国皮肤性病学杂志,2010,24(12):1092-1095.

[5] Sakkas LI,Platsoucas CD.Is systemic sclerosis an antigendriven T cell disease?[J].Arthritis Rheum,2004,50(6):1721-1733.

[6] Abraham DJ,Eckes B,Rajkumar V,et al.New developments in fibroblast and myofibroblast biology:implications for fibrosis and scleroderma[J].Curr Rheumatol Rep,2007,9(2):136-143.

[7] De Palma R,Del Galdo F,Lupoli S,et al.Peripheral T lymphocytes from patients with early systemic sclerosis co-cultured with autologous fibroblasts undergo an oligoclonal expansion similar to that occurring in the skin[J].Clin Exp Immunol,2006,144(1):169-176.

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