联合IL-4突变体及IL-5可溶性受体α对哮喘小鼠气道炎症的影响

摘要

支气管哮喘(简称哮喘)是由多种细胞(包括气道本身的结构细胞和外来的炎性细胞)如平滑肌细胞(smooth muscle cell,SMC)、气道上皮细胞(airway epithelial cell,AEC)、嗜酸性粒细胞(eosinophils,EOS)、肥大细胞(Mast cell)、T淋巴细胞、中性粒细胞等和其细胞组分所共同参与的气道慢性炎症性疾病,常导致气道高反应性(airway hyper reactivity,AHR),出现广泛多变的可逆性气流受限。近年来,随着环境问题的复杂化,全球哮喘患者人数不断增加;2011年末在上海举办的16届亚太呼吸学会(APSR)年会,同样提出中国哮喘患病率逐年增加,不容乐观。哮喘已成为危害人类健康的最常见疾病之一;且难治性哮喘、哮喘持续状态等重症哮喘治疗效果差、死亡率高,临床急需新的、更有效的治疗方法。
　　在哮喘的炎症中,目前认为主要机制仍是TH2占优势的适应性免疫应答,分泌IL-4、IL-5、IL-13等细胞因子聚集在炎症部位,作用相应的炎症细胞导致慢性炎症反应的发生。近年研究发现,固有免疫应答也参与其中,研究主要聚焦于新发现的ILC2细胞(Type2-Innate lymphoid cell,II型先天淋巴细胞),其主要聚集于支气管粘膜周围,可以对上皮损伤产生直接应答,同时产生TH2类细胞因子并促进TH2细胞应答;ILC2的发现提供了TH2型炎症肺部发生的基础[1,2]。而无论是TH2细胞或ILC2细胞,主要的作用因子都是IL-4、IL-5、IL-13,这些白介素因子可通过多种途径诱导哮喘炎症的关键细胞EOS[3],使其在肺部的聚集增多并使其凋亡减少,促进着哮喘的发生。因此,对上述炎症因子进行多层面的联合干预或许能为阻断哮喘炎症的发展提供新的思路。本实验联合应用IL-4突变体(IL-4MT)及IL-5可溶性受体α(sIL-5Rα)对哮喘小鼠进行靶向干预,观察其对炎症水平的影响,探讨其作用机理。
　　目的:本研究联合应用IL-4突变体及IL-5可溶性受体α对哮喘小鼠进行靶向干预,观察哮喘小鼠气道炎症水平的变化,初步探讨联合 IL-4突变体及 IL-5可溶性受体α对哮喘炎症的治疗效果,为哮喘的控制提供新的思路。
　　方法:50只雌性BALB/c小鼠随机分为正常对照组、哮喘组、IL-4MT干预组、sIL-5Rα干预组、IL-4MT及sIL-5Rα联合干预组(简称联合干预组)。哮喘组和各干预组分别给予卵蛋白(OVA)致敏和激发。其中,IL-4MT干预组、sIL-5Rα干预组、联合干预组分别于激发前30min腹腔注射 IL-4MT100μg、sIL-5Rα100μg及IL-4MT、sIL-5Rα各100μg进行干预,正常对照组和哮喘组生理盐水代替。支气管肺泡灌洗液(BALF)计数白细胞和嗜酸性粒细胞(EOS)比例;HE染色观察肺组织病理变化;ELISA法测定各组 BALF中 IL-4、IL-5、嗜酸性粒细胞趋化因子(Eotaxin)水平变化;末端脱氧核苷酸转移酶介导的d-UTP切口末端标记(TUNEL)法检测肺组织EOS凋亡情况。
　　结果:与正常对照组比较,哮喘组小鼠肺组织出现典型病理损害,EOS比例[(27.26±1.99)％vs(1.02±0.18)%,P<0.001)]、IL-4[(69.86±6.99) pg/ml vs(32.74±6.34) pg/ml,P<0.001)]、IL-5[(183.29±15.13) pg/ml vs(92.81±6.72) pg/ml,P<0.001)]、Eotaxin[(102.36±11.90) pg/ml vs(38.79±7.15) pg/ml,P<0.001)]水平均显著升高,EOS凋亡率[(3.26±1.28)%vs(10.63±2.75)%,P<0.001)]显著下降;与哮喘组比较,各干预组小鼠肺组织病理损害明显减轻,EOS比例[IL-4MT干预组(13.20±1.62)%、sIL-5Rα干预组(12.20±1.07)%、联合干预组(8.57±0.91)%vs(27.26±1.99)%,P值均<0.001]明显下降;Eotaxin水平[IL-4MT干预组(77.46±10.05) pg/ml、sIL-5Rα干预组(84.40±11.99)pg/ml、联合干预组(66.62±9.21)pg/ml vs(102.36±11.90) pg/ml,P值均<0.001]明显下降;EOS凋亡率[IL-4MT干预组(9.28±3.71)%、sIL-5Rα干预组(11.46±3.34)%、联合干预组(13.52±3.65)% vs(3.26±1.28)%,P值均<0.001]明显增高;与单独干预组相比,联合干预组对炎症的缓解效果更为明显(P值<0.05)。
　　结论:联合应用IL-4MT及sIL-5Rα多途径共同阻断IL-4、IL-5、IL-13的生物学作用,可拮抗Eotaxin的分泌、EOS向肺部的募集、气道粘液的增加等,可缓解肺部慢性炎症的病理损害;相对于单靶点干预,其显著促进了肺部EOS炎症的消退,明显减少肺部炎症因子水平及炎症细胞浸润、增加EOS凋亡,明显地改善了哮喘小鼠气道炎症水平。

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缩略语表

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前言

文献回顾

一、哮喘概述

二、哮喘与IL-4

三、哮喘与IL-5

联合IL-4突变体及IL-5可溶性受体α对哮喘小鼠气道炎症的影响

1.实验材料及仪器

2.方法

3.结果

4.讨论

小结

参考文献

个人简历和研究成果

致谢