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编号:10253414
态综合征患儿白细胞介素13的表达与病理形态的关系*
http://www.100md.com 《肾脏病与透析肾移植杂志》 1999年第5期
     作者:张爱华 陈荣华 吴元俊 潘晓勤 黄文彦 蔡 毅

    单位:南京医科大学小儿肾脏病研究中心(南京,210029)

    关键词:肾病综合征;白细胞介素13;儿童

    肾脏病与透析肾移值杂志990506

    摘 要 目的:探讨白细胞介素13( IL-13)在小儿原发性肾病综合征(NS)中的变化及其与病理形态之间的关系。 方法:应用逆转录-多聚酶链反应(RT-PCR)及双抗体夹心ELISA法检测了NS患儿外周血单个核细胞IL-13 mRNA及蛋白水平的变化,并分析其与病理形态改变的关系。 结果:原发性NS 患儿肾病期IL-13mRNA与蛋白水平均显著高于正常对照组(0.46±0.15 vs 0.36±0.16,P<0.05和48.20±15.90ng/L vs35.2 2±4.42 ng/L,P<0.01),缓解期与正常对照组相比差异不显著。I L -13表达与患儿肾脏病理形态改变存在一定的关系,以系膜增生性肾小球肾炎和IgA肾 病最为明显。 结论:Th1/Th2细胞免疫功能失衡在原发性NS发病过程中发挥着重要作用,IL-13在体内可能具有一定的抗炎作用。
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    THE EXPRESSION OF IL-13 AND ITS RELATION SHIP WITH PATHOLOGICAL TYPES IN CHILDREN WITH NEPHROTIC SYNDROME

    Zhang Aihua,Chen Ronghua,Wu Yuanjun, Pa n Xiaoqin ,Huan Wnyan, Cai Yi

    Center of Pediatric Nephrology, Nanjing Medical University,Nanjing 210029

    OBJECTIVE To examine the cha nges of IL-13 in children with primary n ephrotic syndrome(PNS) and to analyze th e correlation between IL 13 and patholog ical types of childhood PNS.
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    METHODOLOGY 34 children with PNS were included in this study,with 2 cases of MCD,23 cases of MsPGN,5 cases of IgA nephropathy, 2 cases of FSGS and 2 cases of MPGN.Peripheral blood sample s were collected in all the patients bot h in the nephrotic and remission stages. The production of IL-13 protein was dete rmined with ELISA, and the expression of IL-13 mRNA in peripheral blood mononuclear cells (PBMC) was measured with rever se transcription-polymerase chain reaction(RT-PCR).
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    RESULTS As compared to the c ontrols, the expression of IL-13 mRNA and the production of IL-13 protein were found significantly increased(0.46±0.15 vs 0.36±0.16,P<0.05 and 48.20±15.90 pg/ml vs 35.22±4.42 pg/ml,P<0.01) in ne phrotic stage in PNS children. No significant difference in the expression or product ion of IL-13 was found between patients in remission stage and the controls. The expression of IL-13 in PBMC was found to be related to the pathological types of PNS, especially the MsPGN and IgA nephropathy.
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    CONCLUSION The aberration of Th1/Th2 cellular immunity plays an important role in the pathogenesis of PNS.I L-13,a cytokine of Th2 dominant response,may be involved in the pathogenesis of PNS by exerting an anti-inflammatory ef fect.

    Key words nephrotic synd rome interleukin-13 childhood

    自1974年Shalhoub[1]首次提出微小病变型肾病综合征与T细胞免疫功能紊乱有关以来,已研究证实细胞免疫在肾病综合征(NS)发病过程中发挥着重要的作用。根据CD4+T细胞产生细胞因子的不同而将其分为Th1细胞和Th2细胞。Th1细胞主要分泌致炎性细胞因子,如TNF-α,IFN-γ等,Th2细胞主要分泌抗炎性细胞因子,如IL-4,IL-10,IL-13等。既往对致炎性细胞因子在肾脏疾病中的作用研究较多,而对于抗炎性细胞因子在NS中的变化鲜有报道。白细胞介素13(IL-13)是一种主要由Th2细胞产生的细胞因子,能够广泛抑制单核巨噬细胞、中性粒细胞分泌炎症性细胞因子及促进IL-1受体拮抗剂(IL-1RA)的产生[2]。我们应用RT-PCR及双抗体夹心ELISA法检测原发性NS患儿外周血单个核细胞(PBMC)中IL-13 mRNA和蛋白水平的变化并分析其与NS病理类型之间的相关关系,以探讨Th1/Th2细胞免疫功能失衡在NS发病机制中的作用。
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    1 对象和方法

    1.1 研究对象 原发性NS患儿34例,男20例,女14例,平均年龄8.26(2~13)岁。所有患儿均进行肾穿刺活检,每例肾穿刺活检组织标本均进行光镜、电镜和免疫荧光检查,其中微小病变2例;系膜增生性肾小球肾炎23例;IgA肾病5例;局灶节段性肾小球硬化2例和膜增生性肾小球肾炎2例。NS的诊断符合全国儿科肾脏病科研协作组制定的诊断标准[3]。于患儿入院后分别在激素治疗前尿蛋白阳性(肾病期)和激素治疗尿蛋白转阴两周后(缓解期)时收集外周静脉血标本。30例健康体检儿童作为正常对照组,男16例,女14例,平均年龄6.0(1.5~12)岁。

    1.2 方法

    1.2.1 外周血单个核细胞分离及培养 按泛影葡胺-聚蔗糖法分离出PBMC,用完全培养液调整细胞浓度至2×109/L。在PHA终浓度为20mg/L,37℃5%CO2条件下,培养24h,收集培养细胞抽提RNA;培养48h,收集上清,-70℃保存待检。
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    1.2.2 细胞总RNA抽提及cDNA合成 按异硫氰酸胍-苯酚-氯仿(AGPC)一步法[4]提取细胞总RNA,在PCR扩增仪(PE-Cetus公司产品)上进行逆转录反应,反应体系为:细胞总RNA 1μg,200U逆转录酶,20URNasin,0.5mmol/LdNTPs,0.1μgOligo(dT)15,5×RT缓冲液5μl,总反应体积为20μl,37℃反应1h,95℃5min灭活逆转录酶。

    1.2.3 PCR反应 取逆转录后的原液10μl,依次加入0.5mmol/LdNTPs,3mmol/L MgCl2,10×buffer以及β-actin和IL-13特异性引物0.2mmol/L,1U AmpliTaq DNA聚合酶。总反应体积为50μl。92℃30s,56℃30s,72℃1min,反应30个循环,72℃延伸5min。IL-13引物序列为:上游引物:5′-CCC,AGA,ACC,AGA,AAG,GCT,CCG-3′;下游引物:5′-CAG,TTG,AAC,CGT,CCC,TGC,CG-3′;预期产物279bp。以持家基因β-actin作为内参照,引物序列为:上游引物:5′-CAGGTCCAGACGCAGGATGGC-3′,下游引物:5′-CTACAATGAGCTGCGTGTTGGC-3′;预期产物为206bp。引物由上海生工生物工程有限公司合成。
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    1.2.4 PCR产物半定量分析 取PCR产物10μl进行2%琼脂糖凝胶电泳,溴乙锭染色,用UVP凝胶图象扫描系统(美国UVP公司产品)对IL-13和β-actin扩增产物的电泳条带进行密度扫描,由计算机计算出各自的积分光密度A,以AIL-13/β-actin表示IL-13mRNA相对表达强度。

    1.2.5 培养上清中IL-13的检测 应用特异性双抗体夹心ELISA法检测培养上清中IL-13浓度,试剂盒购自深圳晶美生物工程有限公司。按说明书操作。

    1.3 统计学处理 检测结果以均数±标准差表示,实验数据采用t检验进行统计学处理。

    2 结 果

    2.1 原发性NS患儿IL-13mRNA和蛋白水平的变化 患儿肾病期PBMC中IL-13mRNA表达及培养上清中IL-13蛋白水平均显著高于缓解期和正常对照组,而缓解期与正常对照组相比差异不显著(表1)。
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    表1 NS患儿PBMC IL-13 mRNA和蛋白水平的变化

    (±s)

    n

    mRN A

    蛋白水平(ng/L)

    正常对照 组

    30

    0.36±0.16

    35.22±4.42

    肾病综合征急性期

    34
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    0.46±0.15*

    48.20±1 5.90**

    肾病综合征缓解期

    34

    0.37±0.14

    36.75±9 .53

    与缓解期和正常对照组比较,*P<0.05;与正常对照组比较,**P<0.01,P>0.05

    2.2 原发性NS患儿肾病期IL-1 3表达与肾脏病理形态对比分析 我们把不同病理类型的NS患 儿PBMC中IL-13表达分别进行统计学分析和处理,结果见表2。系膜增生性肾小球肾炎和IgA肾病患儿PBMC中IL-13 mRNA和蛋白水平均显著高于正常对照组。而微小病变、局灶节段性肾小球硬化和膜增生性肾小球肾炎患儿IL-13表达虽高于正常组,但差异不显著。
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    表2 不同病理类型患儿急性期IL -13 mRNA及蛋白表达

    (±s)

    n

    mR NA

    蛋白水平(ng/L)

    正常对 照

    30

    0.36±0.16

    35.22±4.42

    微小病变

    2
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    0.37±0.21

    38.72±9.23

    系膜增生

    23

    0.48±0.15*

    50.16±16.64**

    IgA肾病

    5

    0.51±0.14*

    49.02±15.36**

    局灶节段性肾小球硬化
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    2

    0.35±0.13

    42.12±18.61

    膜增生

    2

    0.36±0.18

    39.11±19.04

    与正常对照组比较,*P<0.05;**P<0.013 讨 论

    IL-13是一种主要由活化的Th2细胞产生的抗炎性细胞因子,可抑制单核巨噬细胞炎症性细胞因子的基因转录和蛋白合成。这些炎症因子主要有:IL-1,IL-6,IL-8,TNF-α等,并可促进单核巨噬细胞和中性粒细胞IL-1受体拮抗剂(IL-1RA)的产生[2]。而在肾小球肾炎的炎症反应过程中,肾脏固有细胞以及局部浸润的单核巨噬细胞和淋巴细胞受到炎症刺激后,可分泌多种炎症性细胞因子和其它炎症介质,这些炎症介质又作用于肾脏固有细胞以及局部浸润的炎症细胞,造成炎症反应的瀑布效应,从而加重肾脏损害。具有抗炎作用的IL-13在小儿NS时如何变化?与肾脏病理形态改变是否存在一定的关系?本文对此进行了研究。
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    本研究结果发现,临床上表现为NS但病理类型不同的患儿,肾病期PBMC中IL-13产生亦不一致。系膜增生性肾小球肾炎和IgA肾病患儿显著高于正常对照组,而微小病变型肾病、局灶节段性肾小球硬化和膜增生性肾小球肾炎患儿PBMC中IL-13与正常对照组相比无显著差异,表明系膜增生性肾炎和IgA肾病患儿存在IL-13基因转录和翻译水平的异常。Lakkis等[5]应用RT-PCR研究IL-13mRNA在抗肾小球基底膜抗体诱导的肾小球肾炎中的表达时亦发现,肾组织中IL-13mRNA在炎症诱导后48h内表达增加,而对照组肾组织中无IL-13mRNA的表达。系膜增生性肾小球肾炎、IgA肾病以及抗肾小球基底膜肾毒血清肾炎,肾组织病理形态上均表现为肾小球细胞增生和细胞外基质增多,并伴有单核巨噬细胞和淋巴细胞浸润。肾小球系膜细胞、肾小管上皮细胞及局部浸润的单核巨噬细胞和淋巴细胞受到炎症刺激后,可分泌多种炎症性细胞因子、趋化因子及粘附分子,如IL-1,IL-6,IL-8,TNF-α,细胞间粘附分子-1(ICAM-1),单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)等。Saura等[6]研究证实,IL-13可抑制TNF-α,IL-1β,IFN-γ及LPS激活的肾小球系膜细胞一氧化氮(NO)的产生及NO合酶(iNOS)mRNA的表达。Matsumoto等[7]研究发现,IL-13可显著抑制自发性和LPS活化的IgA肾病患者外周血单核细胞TNF和IL-8的产生。这些研究结果提示,IL-13可通过抑制单核巨噬细胞炎症性细胞因子的产生和肾小球系膜细胞NO的合成,而在肾小球肾炎的炎症反应中发挥抗炎作用。对于IL-13产生增多的原因,我们认为肾脏固有细胞以及局部浸润的单核巨噬细胞所分泌的炎症介质在促进系膜细胞增生和细胞外基质积聚的同时又能够促使PBMC活化,从而诱导IL-13产生增多。微小病变型肾病、局灶节段性肾小球硬化和膜增生性肾小球肾炎患儿病例数较少,因而肾病期PBMC中IL-13的变化尚有待进一步研究。
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    总之,本研究结果证实,原发性NS患儿肾病期PBMC中IL-13产生与病理形态改变存在一定的关系。我们及前人的研究结果表明,原发性NS患儿存在Th1/Th2细胞免疫功能的失衡。因此,我们认为Th1/Th2细胞免疫功能失衡在原发性NS的发病机制中发挥着重要作用,IL-13在体内可能具有一定的抗炎作用。

    *本课题由江苏省卫生厅科研基金资助(编号:H9709)

    参考文献

    1 Shalhoub RJ.Pathogenesis of lipoid nephrosis:a disorder of T-cell functi on.Lancet,1974,2:556

    2 张爱华,蔡 毅.白细胞介素-13与肾脏疾病.国外医学泌尿系统分册,1998,18(3):118

, http://www.100md.com     3 姜新猷,陈荣华,王宝琳.《关于小儿肾小球疾病临床分类及治疗的建议》的修订意见.中华儿科杂志,1981,19(4):241

    4 Chomczynski P,Sacchi N.Single-step met hod isolation by acid guanidium thiocyan ate-phenol-chloroform extraction.Anal Bi ochem,1987,162:156

    5 Lakkis FG,Cruet EN.Cloning of rat inte rleukin-13(IL-13)cDNA and analysis of IL -13 gene expression in experimental glom erulonephritis.Biochem Biophys Res Commu n,1993,197(2):612

    6 Saura M,Martinez DR,Minty S et al.In terleukin-13 inhibits inducible nitric oxide syntheses expression in human mesan gial cells.Biochem J,1996,313(2):641

    7 Matsumoto K.Interleukin-13 inhibits cy tokine secretion by blood monocytes from patients with IgA nephropathy.Nephron,1 997,75:295

    (1999-06-25收稿,1999-08-12修回), http://www.100md.com