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IL-17和AHR在胶原诱导关节炎大鼠外周血中的表达

2013-09-20镇兰芳张六通

皖南医学院学报 2013年5期
关键词:红肿胶原关节炎

镇兰芳,张六通

(湖北中医药大学 基础医学院,湖北 武汉 430061)

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种以关节滑膜组织慢性炎症病变为主要表现的全身性自身免疫性疾病。尽管关于RA发病原因与机制的假说和理论众多,但仍没有一种假说和理论能够完全解释RA的发病机制。多种细胞因子及免疫分子是目前研究的热点。IL-17是新近发现的主要由Th17细胞分泌的一种促炎细胞因子,它的一个重要生物学活性是具有强大的促炎作用,通过多种途径参与RA的慢性炎症和进行性损害。而作为配体激活转录因子的芳香烃受体一直被局限于毒理学和职业卫生领域。近年来,随着研究的不断深入,发现芳香烃受体还参与了其他许多重要的生物学过程,其中在免疫系统中的作用日益被关注。本文通过建立CIA模型,检测血清 AHR及 IL-17的水平,探讨AHR在胶原性关节炎发病中的作用。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1. 1 实验动物 SPF级雌性Wistar大鼠40只,5周龄,体质量(170±10)g,由湖北省实验动物研究中心提供,合格证号SCXK(鄂)2008-0005。40只大鼠随机选出32只用以造模,剩下8只作为正常对照组。

1.1. 2 实验试剂 牛Ⅱ型胶原(25 mg/支,SIGMA公司,货号:20100608)、不完全弗氏佐剂(10 ml/支,SIGMA公司,货号:F5506)。大鼠白介素17(IL-17)ELISA试剂盒(E-EL-R0566,伊莱瑞特生物科技有限公司),大鼠芳香烃受体(AhR)ELISA试剂盒(EEL-R0072,伊莱瑞特生物科技有限公司)。

1.2 实验方法

1.2. 1 CIA 模型的建立[1]将 25 mg牛Ⅱ型胶原(Ⅱ collagen,CII)溶于10 ml浓度为0.1 mol/L 的乙酸中,再与10 ml的不完全弗氏佐剂(incomplete freund's adjurant,IFA)充分乳化。在无菌条件下,按每点皮下注射乳剂0.05 ml,初次免疫在大鼠背上任选4点,加强免疫于2周后同法3点注射。

1.2.2 关节炎指数(arthritis index,AI)测定采用关节炎指数积分法评定[1],评定依据为关节红肿程度和范围以及关节肿大和变形情况。0分:无红肿;1分:趾关节稍红肿,足爪或足垫单个区域炎症;2分:关节轻度红肿,足爪或足垫或踝关节两个区域以上的炎症;3分:关节中度红肿,轻度功能障碍;4分:关节严重红肿,僵直甚至畸形,严重功能障碍。关节炎指数积分越高,关节症状越严重,每只足4分,最高积分16分。积分超过6分即认为造模成功。

1.2.3 血清 IL-17、AHR水平的检测采用常规ELISA方法,具体操作按试剂盒说明进行。

1.3 统计学方法各结果用均数±标准差(¯x±s)表示,组间比较采用t检验。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 实验动物数量分析实验选用大鼠40只,分为2组,正常组8只,模型组造模成功24只。

2.2 关节炎发病情况在初次免疫后8~13 d,部分大鼠踝关节和足趾皮肤发红,关节轻度肿胀,二次免疫后5~8 d,大鼠足背部及踝关节红肿加重,足垫增厚,足趾红肿,活动量减少,食欲下降,毛发失去光泽。正常组大鼠关节正常,关节炎指数为0;CIA组大鼠在初次免疫后10 d、30 d时的关节炎指数比较有差异,免疫后30 d的炎症指数明显高于免疫后10 d,差异有统计学意义(P <0.05)。

2.3 血清IL-17、AHR检测结果初次免疫后30 d,即实验结束时,测得CIA模型组大鼠血清IL-17、AHR水平均明显升高,与正常对照组比较差异均有统计学意义(P<0.001)。见表1。

表1 两组IL-17、AHR检测结果比较(pg/ml,¯x±s)

2.4 血清IL-17、AHR及炎症指数的相关分析CIA组大鼠血清IL-17水平与关节炎指数呈正相关(r=0.528,P <0.05),血清 AHR 水平亦与关节炎指数呈正相关(r=0.492,P <0.05),且血清 IL-17水平与 AHR 水平呈正相关(r=0.503,P <0.05)。

3 讨论

CIA模型的发病机制、临床表现、病理改变特点及免疫学指标与人RA具有很多的相似性,是目前国内外公认的RA经典动物模型[2]。实验中,笔者首先建立大鼠CIA模型,同时利用ELISA方法检测了大鼠血清中IL-17水平。结果显示,模型组IL-17水平明显高于正常对照组,且和关节炎程度呈正相关。提示IL-17在CIA发病过程中发挥了重要作用,且与病情活动状况相关。这与以往诸多学者的研究结果是一致的[3-4]。

IL-17主要由Th17细胞分泌。Th17细胞是辅助性T细胞(Th)的一个亚群。目前Th根据产生细胞因子种类的不同分为4个亚群:Th l,Th 2,Treg和Th 17。Th 17由于其高水平分泌IL-17而得名[5]。Th 17细胞及其分泌的细胞因子介导炎症性反应,已成为免疫学及相关领域的研究热点。Th 17在防御胞外细菌感染、介导慢性炎症以及自身免疫病中发挥重要作用。芳香烃受体是一种配体激活转录因子,可介导多环芳烃类化合物的毒性(包括致癌性)反应。现有研究表明[6],AhR通过调节 Stat1和Stat5活性,从而参与Th 17细胞分化。本实验检测了大鼠血清AHR水平,结果显示,模型组AHR水平明显高于正常对照组,且和IL-17水平、关节炎程度呈正相关。说明AhR参与了CIA的发病,且与炎症程度相关。参与机制可能是发挥了Th 17细胞分化“调节器”的作用,从而促进IL-17的表达达到致炎的结果。

由于本实验样本数有限,在说明问题时可能存在一定的局限性,下一步将扩大样本含量,或进一步开展临床观察,从而更客观更全面地说明AHR对类风湿关节炎发病的影响。笔者相信对AhR的深入研究,将可能为RA发病机制提供新的研究方向,亦为RA患者的治疗提供新的靶点。

[1] 陈哲,胡永红,涂胜豪.Wistar大鼠胶原诱导的关节炎造模因素的分析[J].中国比较医学杂志,2010,20(5):29 -31.

[2] 胡吴斌,胡玲.类风湿关节炎实验动物模型研究与评述[J].中国中西医结合杂志,2011,31(9):1290 -1294.

[3] 石磊,李小峰,李彬,等.IL-17、TNF-α在胶原诱导的关节炎大鼠模型外周血的表达[J].中华临床免疫和变态反应杂志,2009,3(2):100 -104.

[4] 李霞,陈旭赛,马子程,等.白细胞介素17在胶原性关节炎大鼠血清中的表达及其意义[J].中国组织工程研究与临床康复,2009,13(24):4721 -4724.

[5] HARRINGTON IE,HATTON RD,MANGAN PR,et al.Interleukin 17-producing CD4+effector T cells develop via a lineage distinct from the T helper type 1 and 2 lineages[J].Nat Immunol,2005,6(11):1123-1132.

[6] KIMURA A,NAKA T,NOHARA K,et al.Aryl hydrocarbon receptor regulates Statl activation and participates in the development of Thl7 cells[J].PNAS,2008,105(28):9721 -9726.

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