CD38在调节类风湿关节炎炎性反应中的作用及机制研究

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研究目的:类风湿性关节炎(Rheumatoid Arthritis,RA)是一种具有高致畸和致残率的慢性自身免疫性疾病,以关节滑膜炎症、软骨退化和骨破坏为主要特点[1]。目前对RA的治疗虽已取得重大进展,但仍无有效的RA根治药物[2];常规药物如TNF-α拮抗剂和激素存在50%无反应或引起免疫抑制并发肿瘤等缺点[3]。因此,寻找新的RA治疗靶点仍是目前自身免疫性疾病的研究重点之一。树突状细胞(Dendritic Cell,DC)是体内功能最强大的专职抗原提呈细胞,它不仅是机体免疫应答的始动者,且在诱导免疫耐受、调节T细胞介导的免疫应答方面都发挥着重要作用[4]。研究报道,RA病人滑膜组织中CD38表达升高[5];CD38-/-小鼠中性粒细胞和DC的趋化能力下降[6];但未见CD38调节RA作用及机制的相关报导。我们的前期研究发现CD38-/-小鼠脾脏B细胞发育障碍,伴RelB基因表达下降[7];RelB基因沉默的DC可减轻小鼠胶原诱导的关节炎性反应[4]。因此,本研究旨在借助野生型(Wide type,WT)和CD38-/-小鼠及其CAIA模型,通过研究:1)CD38缺失对小鼠骨髓源DC中RelB基因表达及DC成熟与功能的影响;2)CD38缺失对CAIA小鼠关节病理改变的影响;3)CD38缺失对CAIA小鼠骨髓源DC中炎性因子表达的影响及其潜在机制。阐明CD38缺失在减轻RA炎性反应中的作用及NF-κB信号通路在其中的调节机制。此研究结果将为CD38拮抗剂或抗体用于临床RA治疗提供理论依据。研究方法:1.取小鼠尾巴,提取其DNA,通过聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)检测其CD38和Neo基因的表达水平。2.取8周龄雄性WT(C57BL/6)小鼠,在加有IL-4和GM-CSF的培养体系中分离培养其骨髓源DC,第7天经细胞表面抗体(CD11C PE PerCP Cy5.5)染色,通过流式细胞分析(Fluorescence activated cell sorter,FACS)技术鉴定DC培养的纯度。3.分离培养7天后的小鼠骨髓源DC进行表面抗体(MHC-ⅡFITC,CD40PE,CD11C PE PerCP Cy5.5和CD80 APC)染色,通过FACS技术对小鼠骨髓源DC的成熟进行检测。4.取异源(Balb/c)小鼠引流淋巴结,制成单细胞悬液,经Ficoll分离纯化出T细胞。5.将培养7天的小鼠骨髓源DC与来自异源小鼠引流淋巴结T细胞进行混合淋巴细胞培养,72小时后,通过经CCK8法检测比较其T细胞增殖的差异,判断其小鼠骨髓源DC的抗原提呈功能。6.取8周龄WT和CD38-/-雄鼠,经鸡胶原蛋白Ⅱ(Chicken collagenⅡ,CⅡ)进行CAIA小鼠模型的制备并鉴定。7.取WT和CD38-/-小鼠膝关节,通过苏木素-伊红(hematoxylin-eosin staining,HE染色)观察其关节的病理改变。8.通过实时荧光定量PCR技术(Real time PCR)检测WT和CD38-/-小鼠骨髓源DC中RelB基因的mRNA表达水平、Th1型促炎因子TNF-α、IL-1β和Th2型抑炎因子IL-4、IL-10的mRNA表达水平;检测WT和CD38-/-CAIA小鼠骨髓源DC中TNF-α、IL-1β、IL-4和IL-10的mRNA表达水平。9.通过蛋白免疫印迹法(Western blotting)检测WT和CD38-/-CAIA小鼠骨髓源DC中P65、P-p65、p-105、P-p105和Sirt1的蛋白表达水平。研究结果:1.WT小鼠尾巴DNA中CD38基因阳性,NEO基因阴性;而CD38-/-小鼠CD38基因阴性,NEO基因阳性;2.小鼠骨髓源DC分离纯培养7天后,经FACS鉴定CD11C+细胞达97%,符合实验纯度要求。3.与WT小鼠相比,CD38-/-小鼠骨髓源DC中,RelB基因的mRNA表达水平显著性下降(P<0.01)。4.与WT小鼠相比,CD38-/-小鼠骨髓源DC成熟障碍,具体表现为MHCⅡ表达显著性下降(从50.8%下降为34.0%)(P<0.01)。5.与WT小鼠相比,骨髓源DC对异源小鼠T细胞的抗原提呈能力显著性下降(P<0.01)。6.与WT小鼠相比,CAIA小鼠建模10天后,Th1型促炎因子IL-1β的mRNA表达水平显著性上升(P<0.01),TNF-α的mRNA表达水平未见变化;Th2型抑炎因子IL-4和IL-10的mRNA水平均显著性下降(P<0.01)。7.小鼠膝关节HE染色结果表明,WT小鼠经胶原诱导后,关节软骨变薄,关节腔增大;而CD38-/-小鼠的关节破坏受到抑制,几乎与正常小鼠无差别。8.与WT CAIA小鼠相比,CD38-/-CAIA小鼠骨髓源DC中Th1型促炎因子IL-1β的mRNA表达水平显著性下降(P<0.01),TNF-α的mRNA表达水平未见变化;Th2型抑炎因子IL-4和IL-10的mRNA表达水平均显著性上升(P<0.01)。9.与WT CAIA小鼠相比,CD38-/-CAIA小鼠骨髓源DC中Sirt1的表达显著性上升(P<0.01);P-p105表达显著性下降(P<0.01),而p50、p65和P-p65未见明显改变。结论:1.鉴定了CD38-/-小鼠;且骨髓源DC分离纯培养的纯度达到实验要求,保证了实验结果的可靠性;2.CD38缺失可抑制小鼠骨髓源DC中RelB基因的表达;3.CD38缺失可抑制小鼠骨髓源DC的成熟和抗原提呈功能;4.CD38缺失可抑制小鼠胶原诱导的关节炎性反应;5.CD38缺失促进CAIA小鼠骨髓源DC细胞因子分泌谱Th1向Th2转变;6.CD38缺失可上调Sirt-1的表达并降低NF-κB1(p105)的磷酸化。综上所述,CD38基因缺失可通过抑制NF-κB1(p105)的磷酸化来抑制胶原诱导的小鼠关节炎性反应,Sirt 1可能是其作用靶点。
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