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探討IL-37對(duì)單核巨噬細(xì)胞的泡沫化的作用及機(jī)制,病理學(xué)論文動(dòng)脈粥樣硬化〔AS〕是一種累及全身血管的慢性病變。AS不僅僅僅是脂質(zhì)代謝紊亂,同時(shí)也是一種慢性炎癥性疾病,多種免疫細(xì)胞及細(xì)胞因子介入了其發(fā)生與進(jìn)展。單核細(xì)胞遷移到內(nèi)皮下轉(zhuǎn)化為具有吞噬作用的巨噬細(xì)胞,通過(guò)清道夫受體〔scav-engerreceptor,SR〕吞噬脂質(zhì)構(gòu)成泡沫細(xì)胞,釋放一系列炎性因子及趨化蛋白,啟動(dòng)炎癥級(jí)聯(lián)反響,促進(jìn)AS進(jìn)展。除此之外,泡沫細(xì)胞沉積于內(nèi)皮下,導(dǎo)致內(nèi)膜進(jìn)一步改變。白細(xì)胞介素〔IL〕被以為是調(diào)節(jié)AS進(jìn)展中泡沫細(xì)胞構(gòu)成的關(guān)鍵因素。IL-37能夠抑制多種炎性因子的表示出,平衡體內(nèi)促炎因子與抑炎因子,抑制樹(shù)突狀細(xì)胞的活化,減輕炎癥反響。有實(shí)驗(yàn)在AS組織泡沫細(xì)胞中檢測(cè)到IL-37蛋白表示出,但其能否影響單核巨噬細(xì)胞的泡沫化尚未明確。本研究以人單核細(xì)胞系THP-1為對(duì)象,體外模擬巨噬細(xì)胞泡沫化的經(jīng)過(guò),觀察IL-37的作用,并對(duì)可能機(jī)制進(jìn)行討論。1材料與方式方法1.1材料THP-1細(xì)胞系購(gòu)自美國(guó)ATCC公司,RPMI1640及胎牛血清購(gòu)自Gibic公司,ox-LDL購(gòu)自YiyuanBiotechnologies公司,小鼠抗人ABCA-1單克隆抗體〔sc-58219〕購(gòu)自美國(guó)SANTACRUZ公司,-Actin〔sc-47778〕購(gòu)自美國(guó)SANTACRUZ公司,兔抗人CD36單克隆抗體購(gòu)自美國(guó)EPITOMICS公司,小鼠抗人SR-A單克隆抗體購(gòu)自美國(guó)R&D公司,Trizol及RT-PCR試劑盒購(gòu)自日本Takara公司,CD36引物、SRA引物、ABCA-1引物、GAPDH引物由中國(guó)武漢擎科生物公司設(shè)計(jì)合成。1.2方式方法1.2.1THP-1細(xì)胞培養(yǎng)THP-1細(xì)胞為懸浮生長(zhǎng)細(xì)胞,用含10%FBS的RPMI1640培養(yǎng)基,培養(yǎng)基參加青霉素〔100U/ml〕和鏈霉素〔100g/ml〕,37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng),每2~3d傳代1次。1.2.2巨噬細(xì)胞的分化1000g、5min離心上述培養(yǎng)的THP-1細(xì)胞,棄上清,按1106/ml重懸于新的培養(yǎng)基中,接種到6孔板或者細(xì)胞培養(yǎng)瓶中,參加PMA〔終濃度為160nmol/L〕,37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng)24h,觀察細(xì)胞貼壁和形態(tài)改變。1.2.3分組及建立泡沫細(xì)胞模型THP-1細(xì)胞〔1106/ml〕在160nmol/LPMA刺激24h分化為巨噬細(xì)胞,然后分別給予ox-LDL〔50mg/ml〕、ox-LDL〔50mg/ml〕+IL-37〔5ng/ml〕、ox-LDL〔50mg/ml〕+IL-37〔10ng/ml〕、ox-LDL〔50mg/ml〕+IL-37〔20ng/ml〕。各組細(xì)胞均置5%CO2、37℃孵箱,培養(yǎng)24h。華而不實(shí)僅給予ox-LDL〔50mg/ml〕單獨(dú)刺激的對(duì)照組再進(jìn)行進(jìn)一步分組實(shí)驗(yàn),一組給予IL-37〔10ng/ml〕,另一組僅更換新鮮培養(yǎng)基,24h后收集細(xì)胞。1.2.4油紅O染色觀察泡沫細(xì)胞形態(tài)將THP-1培養(yǎng)于放有蓋玻片的6孔培養(yǎng)板內(nèi),用PMA刺激24h后,參加ox-LDL和〔或〕IL-37干涉24h。待處理結(jié)束后,棄上清,用預(yù)冷PBS液沖洗3次。4%多聚甲醛固定2~4min,0.3%油紅O染色液染色15~20min,蘇木素染色5min,鹽酸酒精分色,明膠甘油封片,顯微鏡觀察。收集圖像并用圖像分析系統(tǒng)分析。1.2.5細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)測(cè)定棄干涉后的細(xì)胞培養(yǎng)液,用預(yù)冷PBS沖洗3次,冰?。常埃恚椋睿眉?xì)胞刮刮下細(xì)胞,800g離心10min,參加0.5ml的氯仿-甲醇〔2∶1〕混合液研磨,3000g、4℃離心30min,取上清液,加兩倍體積的冰生理鹽水,3000g離心30min,去除上層液體,將下層有機(jī)相轉(zhuǎn)移到枯燥的EP管,用TC試劑盒測(cè)定TC,沉淀用0.1mmol/LNaOH0.2ml溶解,BCA法測(cè)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)含量。細(xì)胞內(nèi)膽固醇含量用每克蛋白所含的TC表示。1.2.6RT-PCR檢測(cè)RNA提取上述干涉后的細(xì)胞,用預(yù)冷PBS沖洗3次,每孔參加1mlTrizol,靜置10min,用槍吹打數(shù)次,吸入無(wú)RNA酶的1.5mlEP管中,每管參加200l氯仿,震蕩數(shù)秒,室溫靜置10min,12000g、15min,4℃,離心;汲取上層液體層200~300l到另一EP管中,等體積參加預(yù)冷的異丙醇,輕輕混勻,-20℃,放置10min,12000g、15min,4℃離心;棄上清,參加1ml預(yù)冷無(wú)水乙醇,7500g、10min,4℃,離心;盡最大可能將上清丟棄,參加20l的DEPCH2O。RNA濃度和純度測(cè)定?。保焖崛〉模模危寥芤簠⒓樱梗梗欤模牛校盟?,充分混勻,然后用核酸分析儀檢測(cè)A260,A260/A280比值,RNA濃度〔mg/ml〕=A260100稀釋倍數(shù),A260/A280比值在1.8~2.0純度較高。逆轉(zhuǎn)錄溫度梯度PCR儀按37℃15min、85℃5s、4℃的程序進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄。PCR引物序列引物序列如下:GAPDH:5-CCACCCATG-GCAAATTCCATGGCA-3,5-TCTAGACCGCAGGTCAGGTCCACC-3;CD36:5-GAGAACTGTTAT-GGGGCTAT-3,5-TTCAACTGGAGAGGCAAAG-G-3;SR-A:5-CCAGGGACATGGAATGCAA-3,5-CCAGTGGGACCTCGATCTCC-3;ABCA1:5-TGT-CCAGTCCAGTAATGGTTCTG-T3,5-AAGCGA-GATATGGTCCGGATT-3。RT-PCR按Takara公司PCR試劑盒講明,按ROX0.2l,SYBR?PremixExTaqTMII5l,PCRForwardPrimer0.2l,PCRRe-versePrimer0.2l,DNA模板1l,dH2O3.4l,配制10l擴(kuò)增體系;采取兩步法PCR擴(kuò)增標(biāo)準(zhǔn)程序:95℃、30s,95℃、5s,60℃退火、延伸30s,共40個(gè)循環(huán)。1.2.7Western印跡檢測(cè)蛋白質(zhì)提取上述干涉后的細(xì)胞,預(yù)冷PBS沖洗3次,細(xì)胞刮用力將細(xì)胞刮落,用1mlPBS重懸于1.5mlEP管中,3000g、10min,4℃離心,棄上清,參加現(xiàn)配的與沉淀體積約等的細(xì)胞裂解液和蛋白酶抑制劑復(fù)合物,將沉淀吹散,冰?。常埃恚椋?,30s、6次渦旋,間隔5min進(jìn)行1次;12000g、10min,4℃,離心;汲取上清為細(xì)胞蛋白質(zhì)。蛋白濃度測(cè)定和變性根據(jù)BCA蛋白測(cè)定試劑盒的講明,用酶標(biāo)儀檢測(cè)樣本的蛋白濃度。而后按每個(gè)樣本上樣60g分裝樣本到200l的EP管中,95℃、10min,使蛋白變性。Westernblot電泳按濃縮膠60~80V恒壓,分離膠100~150V恒壓,到蛋白Marker條帶區(qū)分明顯或者溴酚藍(lán)到達(dá)分離膠最低端;轉(zhuǎn)膜用300mA恒流,根據(jù)目的蛋白分子量大小決定轉(zhuǎn)膜時(shí)間;5%脫脂奶粉封閉3h,TBST洗滌5min、3次,一抗按講明書(shū)要求稀釋,搖床冰浴過(guò)夜;TBST洗滌5min、3次,二抗按1∶3000稀釋,封閉2h;TBST洗滌5min、3次,用ImageLab成像系統(tǒng)檢測(cè)并收集圖像。1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以珚xs表示,采用SPSS12.0作統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。組間數(shù)據(jù)處理根據(jù)方差齊性分析的結(jié)果,進(jìn)一步使用SNK檢驗(yàn),進(jìn)行組間差異的比擬,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2結(jié)果2.1泡沫細(xì)胞形態(tài)及細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)測(cè)定光固定和油紅O染色光鏡下顯示,IL-37+ox-LDL組細(xì)胞攝取ox-LDL減少,胞內(nèi)脂質(zhì)小滴顯著減少,油紅O染色陽(yáng)性細(xì)胞較ox-LDL組顯著減少,且細(xì)胞形態(tài)多改變較少〔圖1〕。IL-37+ox-LDL組巨噬細(xì)胞內(nèi)TC水平較ox-LDL組顯著減少[〔150.47.36〕ng/mg∶〔303.18.9〕ng/mg,P<0.01]。2.2THP-1源巨噬細(xì)胞CD36、SRA及ABCA-1的表示出水平Ox-LDL〔50mg/ml〕組和IL-37〔10ng/ml〕+ox-LDL〔50mg/ml〕組THP-1源巨噬細(xì)胞CD36、SRA及ABCA-1蛋白及mRNA表示出水平見(jiàn)表1,不同濃度ox-LDL組表示出水平見(jiàn)表2。2.3泡沫細(xì)胞CD36、SRA及ABCA-1的表示出水平Ox-LDL〔50mg/ml〕組和IL-37〔10ng/ml〕+ox-LDL〔50mg/ml〕組泡沫細(xì)胞CD36、SRA及ABCA-1蛋白及mRNA表示出水平見(jiàn)表3。3討論AS是是一種多因素介入的病理經(jīng)過(guò)。脂質(zhì)代謝紊亂和炎癥反響是致AS的最主要的兩個(gè)原因,相互互相促進(jìn),加速AS的進(jìn)展。血液中的單核細(xì)胞遷移進(jìn)入內(nèi)皮下分化為巨噬細(xì)胞,通過(guò)SR吞噬血管內(nèi)膜下聚集的脂質(zhì)尤其是ox-LDL構(gòu)成泡沫膜細(xì)胞,啟動(dòng)AS的進(jìn)程。泡沫細(xì)胞聚集構(gòu)成斑塊是AS的主要病變特征,同時(shí)泡沫細(xì)胞的構(gòu)成啟動(dòng)了動(dòng)脈內(nèi)皮下慢性炎癥級(jí)聯(lián)反響,促進(jìn)病變的進(jìn)展。研究表示清楚,多種細(xì)胞因子在AS泡沫細(xì)胞的構(gòu)成中發(fā)揮了重要作用。這些細(xì)胞因子能夠通過(guò)上調(diào)或下調(diào)巨噬細(xì)胞外表SR,調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞對(duì)脂質(zhì)的攝取,促進(jìn)或者抑制泡沫細(xì)胞的構(gòu)成;可以以通過(guò)上調(diào)或下調(diào)巨噬細(xì)胞逆向脂質(zhì)運(yùn)輸相關(guān)蛋白的表示出,延緩或加速泡沫細(xì)胞的構(gòu)成。巨噬細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞外表表示出的一系列SR辨別、攝取內(nèi)皮下脂質(zhì);同時(shí)也表示出逆向膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,處理胞內(nèi)聚集的脂質(zhì);二者的失衡將影響泡沫細(xì)胞的構(gòu)成。本實(shí)驗(yàn)表示清楚,IL-37能夠抑制THP-1源巨噬細(xì)胞攝?。铮蹋模?,促進(jìn)胞內(nèi)脂質(zhì)外流,減少泡沫細(xì)胞的構(gòu)成,具有抗AS的作用。我們通過(guò)油紅O染色從形態(tài)學(xué)觀察到IL-37能夠減少THP-1源巨噬細(xì)胞構(gòu)成泡沫細(xì)胞,降低THP-1源巨噬細(xì)胞胞內(nèi)TC的聚集。與IL-10通太多種機(jī)制減少泡沫細(xì)胞的構(gòu)成,華而不實(shí)有些存在爭(zhēng)議。本實(shí)驗(yàn)明確了IL-37抑制泡沫細(xì)胞的機(jī)制,與IL-33、TGF-類似,IL-37通過(guò)抑制SRA和CD36,同時(shí)加強(qiáng)逆向膽固醇運(yùn)輸?shù)鞍祝粒拢茫粒钡谋硎境?,減輕巨噬細(xì)胞脂質(zhì)負(fù)荷,減少泡沫細(xì)胞的構(gòu)成,且該作用具有濃度依靠性。除此之外,用IL-37和PMA同時(shí)刺激THP-1的分化,能夠減少巨噬細(xì)胞的構(gòu)成,并且抑制所活化的巨噬細(xì)胞形態(tài)的改變,如變形、伸出偽足的細(xì)胞明顯減少,與之前的研究一致。研究表示清楚,IL-37具有下調(diào)多種炎性因子的作用,減少體內(nèi)樹(shù)突狀細(xì)胞的數(shù)量,且能夠下調(diào)樹(shù)突狀細(xì)胞外表蛋白CD86和MHCⅡ表示出量,減輕固有免疫和適應(yīng)性炎癥反響。與IL-33和IL-1類似,IL-37具有雙重生物學(xué)活性,一方面作為可溶性細(xì)胞因子,通過(guò)與IL-18或者IL-18BP結(jié)合,發(fā)揮抗炎作用,但是具體的機(jī)制尚未說(shuō)明;另一方面成熟的IL-37作為核轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)入細(xì)胞核,與Smad3互相作用,調(diào)節(jié)多條信號(hào)通路的關(guān)鍵酶,包括FAK、PyK2、MAPKp38、STATs1-4等。轉(zhuǎn)染IL-37的THP-1細(xì)胞,遭到LPS和IFN-刺激后,與對(duì)照組相比,FAK、Pyk2、MAPkinasep38、STATs、p53、TOR的表示出顯著下調(diào)[1];華而不實(shí)STAT是脂質(zhì)代謝JAK/STAT信號(hào)通路的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子,通過(guò)調(diào)控ABCA1的表示出影響吞噬細(xì)胞逆向轉(zhuǎn)運(yùn)胞內(nèi)脂質(zhì);除此之外,mTOR信號(hào)通路、MAPK信號(hào)通路也介入了巨噬細(xì)胞的脂質(zhì)代謝。所以,我們揣測(cè)成熟的IL-37進(jìn)入細(xì)胞核后,與Smad3結(jié)合,通太多條脂質(zhì)代謝通路調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞SR和膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn)受體的表示出,調(diào)控巨噬細(xì)胞泡沫化,進(jìn)而影響AS的進(jìn)程。SR和逆向膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是巨噬細(xì)胞泡沫化的關(guān)鍵因素,SRA和CD36是巨噬細(xì)胞結(jié)合和攝?。铮蹋模痰闹饕荏w,ABCA1是巨噬細(xì)胞內(nèi)膽固醇外流的重要轉(zhuǎn)運(yùn)體。敲除CD36基因后小鼠以及同時(shí)敲除CD36,SRA基因小鼠AS進(jìn)程明顯延緩;而上調(diào)ABCA1則能夠延緩AS的進(jìn)展,表明CD36、SRA和ABCA1起著重要的作用。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示清楚,IL-37能夠顯著抑制CD36和SRA的表示出,促進(jìn)ABCA-1的表示出,且有劑量依靠關(guān)系。除此之外,對(duì)已形成的泡沫細(xì)胞,IL-37也能顯著上調(diào)ABCA1,下調(diào)SRA和CD36的表示出。綜上所述,IL-37具有抗AS的作用。結(jié)合之前關(guān)于IL-37具有下調(diào)多種炎性因子、抑制炎性細(xì)胞活化、減輕炎癥反響的研究,相信IL-37有可能會(huì)成為AS預(yù)防和治療的新靶點(diǎn)。以下為參考文獻(xiàn)[1]NoLDMF,NOLD-PETRYCA,ZEPPJA,etal.IL-37isafundamentalinhibitorofinnateimmunity[J].NatImmunol,2010,11:1014-1022.[2]MCNAMEEEN,MASTERSONJC,JEDLICKAP,etal.Interleukin37expressionprotectsmicefromcolitis[J].ProcNatlAcadSciUSA,2011,108:16711-16716.[3]BORASCHID,LUCCHESID,HAINZLS,etal.IL-37:anewanti-inflammatorycytokineoftheIL-1family[J].
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