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编号:10499595
地塞米松对实验性变态反应性脑脊髓炎小鼠胸腺细胞凋亡的影响
http://www.100md.com 《临床神经病学杂志》 2000年第1期
     作者:彭永 肖波 资小宏 冯德云 杨欢 谢光洁

    单位:彭永 资小宏(410013湖南医科大学附属第三医院神经内科);肖波 冯德云 杨欢 谢光洁(附属湘雅医院神经内科)

    关键词:变态反应性脑脊髓炎;胸腺细胞凋亡;地塞米松

    临床神经病学杂志000107 【摘要】 目的 探讨地塞米松对实验性变态反应性脑脊髓炎(EAE )小鼠胸腺细胞凋亡的影响。方法 采用昆明小鼠建立EAE模型,于处死前24小时腹腔注射地塞米松,通过荧光染色法、原位末端标记法和电镜法观察地塞米松处理组、自然病程组和对照组的小鼠胸腺细胞凋亡。结果 地塞米松处理组的胸腺细胞凋亡率明显高于自然病程组和正常对照组(P<0.01);且电镜发现有典型的凋亡改变。结论 地塞米松可明显增强EAE小鼠胸腺细胞凋亡。

    The role of dexamethasone on apoptosis of thymocyte in experimental allergic encephalomyelitis mice
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    Peng Yong, Xiao Bo, Zi Xiaohong, et al

    (Department of Neurology, the Third Affiliated Hospital, Hunan Medical University, Changsha 410013)

    【Abstract】 Objective To investigate the effect of the dexamethasone on apoptosis of thymocyte in experimental allergic encephalomyelitis(EAE) mice.Methods The EAE animal models with Kunming mice were established. Intraperitoneal injection of dexamethasone was used prior to the EAE model killed 24 h. Using fluorescence, electronic microscopic histological and in situ end labeling(ISEL) techniques, we investigated the effects of the dexamethasone on apoptosis of thymocyte in EAE.Results The rate of apoptotic of thymocyte in dexamethasone-treated group was higher significantly than one in the EAE group and the control group(P<0.01),the typal change of apoptosis was observed with the electronic microscope.Conclusion Dexamethasone could enhance apoptosis of thymocyte in EAE mice.
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    【Key words】Allergic encephalomyelitis Apoptosis of thymocyte Dexamethasone

    近年来研究表明,凋亡与自身免疫性疾病的发生、发展和预后密切相关[1] 。国外学者曾研究了实验性变态反应性脑脊髓炎(EAE)的中枢神经系统(CNS)中T细胞、巨噬细胞的凋亡,并发现地塞米松对这一过程有增强作用[2,3]。目前国内外尚无地塞米松对EAE中胸腺细胞凋亡影响的研究报道。我们应用荧光染色法、原位末端标记法和电镜法观察地塞米松对EAE小鼠胸腺细胞凋亡的影响及其意义,以期为地塞米松治疗多发性硬化(MS)提供实验依据。

    1 材料与方法

    1.1 材料

    1.1.1 实验动物 健康雄性昆明小鼠60只,体重20~25克,鼠龄6~8周。随机分为3组:自然病程组(EAE),地塞米松处理组(DXM),正常对照组(NS),每组各 20只。
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    1.1.2 试剂 蛋白酶K、溴乙啶购自美国Sigma公司;弗氏完全佐剂(CFA)、丫啶橙、地塞米松购自北京邦定生物医学公司;程序性细胞死亡检测试剂盒购自华美公司北京分公司。

    1.2 方法

    1.2.1 EAE动物模型的建立[4] 健康家兔处死后立即在无菌条件下取脑组织,超声匀浆,调整浓度至500 mg/L。 EAE组和DXM组小鼠足垫下注射0.1 ml脑组织匀浆和等容量CFA,1周后加强免疫于肋下双侧腹部皮下。NS组小鼠用0.1 ml生理盐水取代兔脑匀浆。

    1.2.2 发病动物评价[5] 发病小鼠最初表现为食欲不振,活动减少,体重减轻,以后逐渐发展为动物尾部和肢体无力,进一步表现为肢体麻痹,人为翻身后不能恢复。其脑组织病理特点为:脑脊髓血管周围单核细胞浸润、脑组织局部水肿和脱髓鞘。
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    1.2.3 地塞米松治疗[6]及标本处理 于小鼠发病濒死时或第一次注药后28天,DXM组小鼠腹腔内注射5 mg/kg地塞米松,EAE组和NS组腹腔内注射生理盐水。24小时后处死各组小鼠,取脑组织作石蜡切片,行HE、髓鞘染色。胸腺组织一部分作石蜡切片,另一部分制成胸腺细胞悬液[7]

    1.2.4 荧光染色检查 将胸腺细胞悬液加丫啶橙-溴乙啶染料(100 μg/ml )涂片后荧光显微镜观察并照相。镜下凋亡细胞核致密浓染,为桔黄色或桔红色荧光,未凋亡细胞呈均匀弥散荧光。弱染及鬼影样细胞不计数。凋亡率=凋亡细胞/总细胞×100%。每个样本统计200个细胞,重复3次取均值。

    1.2.5 原位末端检测法(TUNEL)[8] 胸腺组织常规处理后,20 μg/ml蛋白酶K消化15分钟,2%双氧水作用20分钟灭活内源性过氧化物酶,加入标记液(内含末端脱氧核酸转移酶TdT及生物素化脱氧三磷酸鸟苷Biotin-11-dUTP ),37℃60分钟,加封闭液及亲和素-辣根过氧化物酶(Avidin-HRP), 37℃30分钟。加DAB显色10分钟,苏木素复染,常规封片镜检。核为棕黄色即是凋亡细胞,以D16目镜测微网,在400倍放大下(面积为0.1024 mm2)计数网格中的阳性细胞数,每例计数10网格,重复3次取均值为该例的凋亡细胞数。
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    1.2.6 电镜观察 将胸腺细胞悬液,离心后2.5%戊二醛前固定,1%锇酸后固定。环氧树脂Epon 812包埋后超薄切片,醋酸铀、柠檬酸铅双重染色,日立H-600型透射电镜下观察。

    1.2.7 数据处理 实验数据资料用(±s)表示,采用方差分析进行显著性分析。

    2 结 果

    2.1 动物发病情况 NS组无动物发病;EAE组和DXM组小鼠于第一次免疫后 14天左右发病,28~30天时达高峰。两组共有 34只出现典型的临床症状,脑组织切片中则可见到病变局部小血管充血及血管周围以淋巴细胞为主的炎性细胞浸润和脱髓鞘现象(图1),其余6只则未见异常。
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    图1 EAE小鼠脑组织切片(HE×200)

    2.2 荧光染色检查 NS组胸腺细胞形态完整,染色呈均匀黄绿色,凋亡率7.8%。EAE组胸腺细胞形态、染色与NS组类似,凋亡率5.6%。两者比较无显著性差异(P>0.05)。DXM组胸腺细胞皱缩,染色呈致密的桔红色,细胞凋亡率为47.8%,明显高于前两组(P<0.01),见表1。

    表1 各组小鼠胸腺细胞涂片凋亡细胞比较(±s)

    例数

    凋亡细胞

    未凋亡细胞

    凋亡率

    对照组
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    20

    15.7±2.1

    184.3±2.1

    7.8%*

    EAE组

    20

    11.2±1.5

    188.8±1.5

    5.6%*

    DXM组

    20

    95.7±1.5
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    104.3±1.5

    47.8%

    与DXM组比较*P<0.01

    2.3 TUNEL法 NS组胸腺组织中可见少数散在的棕黄色凋亡细胞。EAE组胸腺组织中的棕黄色凋亡细胞更少。两者比较,凋亡阳性细胞密度无显著性差异(P>0.05)。而DXM组胸腺组织中可见大量的棕黄色凋亡细胞分布在胸腺髓质的周边及散在的淋巴组织中,凋亡阳性细胞密度明显高于前两组,有显著性差异(P<0.01),见表2。

    表2 各组小鼠胸腺组织凋亡细胞数(±s)

    例数

    凋亡细胞
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    未凋亡细胞

    对照组

    20

    3.0±0.4*

    39.9±0.4

    EAE组

    20

    2.1±0.3*

    38.0±0.4

    DXM组

    20

    24.4±0.4
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    14.5±0.4

    与DXM组比较*P<0.01

    2.4 电镜观察 NS组胸腺细胞形态、结构和大小均正常,核膜清晰,核染色质分布均匀; EAE组胸腺细胞基本同NS组;DXM组胞核固缩、浓染、偏位,胞浆中仍可见粗面内质网等细胞器,还可见有些细胞胞核形态改变,胞膜破裂,细胞伸出粗大的不规则突起,有成为凋亡小体的趋势(图2)。

    图2 DXM组小鼠胸腺细胞改变(TE×20 000)

    3 讨论

    EAE是一种人工诱导类似MS的自身免疫性疾病动物模型,其主要病理变化为CNS血管周围单核细胞浸润和白质脱髓鞘[5]。EAE的发病机理是自身反应性T细胞激活后在CNS实质中快速累积,与自身髓鞘蛋白结合,加上细胞因子的作用,导致炎症的产生。这些T细胞是在胸腺内发育时逃避了凋亡,从而对自身组织进行攻击[2~4]。因此,增强胸腺细胞凋亡有助于阻止EAE的发生和发展。
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    本实验应用昆明小鼠建立主动免疫性EAE动物模型,观察此动物模型的胸腺细胞凋亡及地塞米松对其影响。发现EAE组胸腺细胞的自发性凋亡率略低于NS组,认为可能是生理状态下,超过95%的未成熟胸腺细胞(CD4+CD8+双阳性细胞)通过凋亡死于原位。在自身免疫状态下,较多未成熟胸腺细胞逃避了凋亡,从而进入外周血并导致EAE的发生[1]。而DXM组胸腺细胞凋亡率明显高于EAE组和NS组,且TUNEL法从胸腺组织原位和电镜法从超微结构上也证实此观点,即地塞米松可增加EAE小鼠胸腺细胞凋亡,与文献报道符合[9,10]

    地塞米松是对自身免疫性疾病有肯定疗效的常用药物,临床上广泛用于治疗MS、Guillain-Barre综合征、多发性肌炎等神经系统免疫性疾病,但其具体机理尚不明确。近来的实验证明,体内和体外实验证实地塞米松可明显增强胸腺细胞凋亡[9,10]。另外,地塞米松对胸腺细胞凋亡的影响有明显的时效性,DXM处理2小时后,胸腺细胞开始凋亡,18~24小时凋亡达到最高峰,48~72小时后,约90%胸腺细胞(特别是未成熟胸腺细胞)通过凋亡而死亡,72小时后,胸腺细胞凋亡不再发生,残存细胞均为局限于胸腺髓质内成熟胸腺细胞(CD4+或CD8+细胞)。本实验应用5 mg/kg的地塞米松治疗EAE小鼠,发现18~24小时中地塞米松对EAE小鼠胸腺细胞凋亡的影响最大,与文献报道一致[10]
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    参 考 文 献

    1,Bauer J, Wekerle H, Lassmann H. Apoptosis in brain-specific autoimmune disease. Curr Opin in Immunol,1995,9:839

    2,Wadsworth S,Yui K,Siegel RM,et al.Origin and selection of peripheral CD4+ CD8+ T cell bearing α/β T cell antigen receptors in autoimmune glad mice. Eur J Immunol, 1990, 20: 723

    3,Nguyen KB, McCombe PA, Pender MP. Increase apoptosis of T lymphocyte and macrophages in the central and peripheral nervous of Lewis rats with experimental autoimmune encephalomyelitis treated with dexamethasone. J Neuropathol and Exp Neurol, 1997, 56:58
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    4,林嘉友. 实验性变态反应性脑脊髓炎小鼠模型. 中国免疫学杂志, 1994, 10: 39

    5,徐雁,肖波,杨欢,等.粘附分子在实验性变态反应性脑脊髓炎发生中的作用.临床神经病学杂志,1999,12:67

    6,Gruber J, Sgnoc R, Hu YH, et al. Thymocyte apoptosis induced by elevated endogenous corticosterone levels. Eur J Immunol, 1994, 24:1115

    7,卢放根,方建珍,游学科,等. 组织胺诱导胸腺细胞凋亡的研究. 湖南医科大学学报,1995,20:519

    8,Gevrieli Y, Sherman Y, Ben-Sasson SA, et al. Identification of programmed cell death in situ via specific labeling of nuclear DNA fragment. J Cell Biol, 1992, 119:493
, 百拇医药
    9,Finotto S, Mekeri YA, Metcalfe DD. Glucocorticoids decrease tissue mart cell number by reducing the production the c-kit ligand, stem cell factor by resident cells. In vitro and in vivo evidence in murine systems. J Clin Inv, 1997, 99:1721

    10,Oldenburg NBE, Evans-Storms RB, Cidlowski JA. In vivo resistance to glucocorticoid-induced apoptosis in rat thymocytes with normal steroid receptor function in vitro. Endocrinology,1997, 138:810

    收稿1999-06-28 修回1999-09-03, 百拇医药