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编号:10238952
狼疮肾炎患者外周血单个核细胞内白细胞介素-6 gp80与gp130基因表达的研究
http://www.100md.com 《中华风湿病学杂志》 2000年第3期
     作者:曾丽霞 孙林 叶任高 许韩师 陆才生 李幼姬 周飞宇 尹培达

    单位:曾丽霞(510080 广州,中山医科大学附属第一医院肾内科);孙林(510080 广州,中山医科大学附属第一医院肾内科);叶任高(510080 广州,中山医科大学附属第一医院肾内科);许韩师(510080 广州,中山医科大学附属第一医院肾内科);陆才生(510080 广州,中山医科大学附属第一医院肾内科);李幼姬(510080 广州,中山医科大学附属第一医院肾内科)

    关键词:狼疮肾炎;白细胞,单核;白细胞介素6;gp80;gp130;聚合酶链反应,逆转录

    中华风湿病学杂志000305 【摘 要】 目的 了解狼疮肾炎(LN)患者外周血单个核细胞(PBMCs)白细胞介素-6(IL-6)与IL-6受体(gp80与gp130)的mRNA表达情况,并分析它们之间及其与自身抗体的关系。方法 采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)方法检测18例活动期LN患者、16例非活动期LN患者和10名正常人PBMCs内IL-6、gp80与gp130的mRNA表达水平。结果 ①活动期LN患者、非活动期LN患者及正常人PBMCs IL-6 mRNA检出阳性率各为72.2%、37.5%和10.0%,前者显著高于后两者,而后两者PBMCs IL-6 mRNA的检出阳性率差异则无显著性;这三组人群PBMCs内gp80 mRNA与gp130 mRNA的检出阳性率均无统计学差异。②活动期LN患者PBMCs中IL-6 mRNA表达水平高于非活动期LN患者,后者又高于正常人;活动期LN患者PBMCs中有较高水平的gp80 mRNA与gp130 mRNA表达,而非活动期LN患者PBMCs gp80 mRNA与gp130 mRNA表达水平,与正常对照比较则无统计学差异。③活动期LN患者PBMCs内IL-6 mRNA、gp80 mRNA和gp130 mRNA相对表达水平互呈正相关,但在非活动期LN患者中则未见这种正相关关系。活动期LN患者PBMCs内IL-6、gp80和gp130基因表达水平与血清ANA、抗ds-DNA抗体和抗Sm抗体均无显著的相关性。结论 活动期LN患者PBMCs内IL-6及其受体gp80和gp130的mRNA表达均上调,且受体gp80和gp130的mRNA表达上调可能是其PBMCs内源性过多产生IL-6所致。
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    Overexpression of interleukin-6,gp80 and gp130 genes in PBMCs from patients with active lupus nephritis

    ZENG Lixia,SUN Lin,YE Rengao

    (Institute of Kidney,First Affiliated Hospital,Sun Yat-sen University of Medical Sciences,Guangzhou 510080,China)

    【Abstract】 Objective To clarify whether in vivo IL-6-IL-6 receptor system is up-regulated in patients with lupus nephritis (LN).The relationship between this system and serum autoantibody levels was also studied.Method IL-6 mRNA,gp80 mRNA and gp130 mRNA in freshly-isolated peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from 18 active and 16 inactive LN patients,as well as 10 healthy subjects were measured by quantitative reverse transcriptive polymerase chain reaction (RT-PCR).Results Significant levels of IL-6 mRNA were expressed in 13 (72.2%) of 18 active cases,whereas in 6 (37.5%) of 16 inactive cases and in 1 (10.0%) of 10 normal subjects.There was a higher positive rate of IL-6 mRNA in active cases than in inactive cases or normal subjects (P0.05 or P0.01).There were no differences in the positive rates of gp80 mRNA and gp130 mRNA by RT-PCR among the three groups (P0.05).Higher than normal mRNA levels of IL-6,gp80 and gp130 were observed in the PBMCs from active LN patients.Moreover,a positive relationship among the levels of IL-6 mRNA,gp80 mRNA and gp130 mRNA in the PBMCs from active LN patients was found.However,the mRNA levels of IL-6,gp80 and gp130 were not correlated with the autoantibodies (ANA,anti-dsDNA and anti-Sm).Conclusion The IL-6-IL-6 receptor system in blood is up-regulated in active LN patients.Up-regulation of the gp80 and gp130 mRNA levels in vivo may be caused by endogeneously PBMC-derived IL-6.
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    【Key words】 Lupus nephritis; Leucocytes,mononuclear; Interleukin-6; gp80; gp130; Polymerase chain reaction,reverse transcription

    白细胞介素-6(IL-6)可由外周血T、B淋巴细胞、单核细胞等单个核细胞产生,又可促进B淋巴细胞的终末分化及T淋巴细胞活化与增生[1]。已证实系统性红斑狼疮(SLE)患者B淋巴细胞可在体外自发性产生IL-6,在外源性重组IL-6作用下也能直接分化并合成IgG型抗ds-DNA自身抗体[2],我们的研究亦证实外周血单个核细胞(PBMCs)在狼疮肾炎(LN)患者体内过度表达IL-6 mRNA与分泌过量的IL-6蛋白[3]。可见,在SLE发病机制中IL-6具有重要作用,但目前对于LN患者PBMCs IL-6受体成分gp80与gp130的mRNA表达情况的研究,国内外尚未见报道。本研究采用定量逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)技术检测34例LN患者PBMCs IL-6、gp80、gp130 mRNA水平,并分析它们之间及其与自身抗体的关系,从另一角度确定LN患者体内IL-6自/旁分泌机制的存在情况。
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    1 资料与方法

    1.1 研究对象:选择符合1982年美国风湿病协会制定的SLE诊断标准且伴有肾炎表现、按SLEDAI判断为活动期LN患者18例,男1例,女17例,平均年龄(27±3)岁;非活动期LN患者16例,男1例,女15例,平均年龄(29±4)岁。采血前1个月均未服用免疫抑制剂,其中28例口服强的松(龙)0~20 mg/d,另6例口服强的松(龙)40~60 mg/d,但采血前均已停服24 h。另选体检正常者10名为对照组,男1名,女9名,平均年龄(28±5)岁。该三组人群年龄、性别基本匹配。

    1.2 引物序列:根据文献[4]资料,委托中科院上海细胞生物研究所合成下列引物:IL-6:上游5′-ATGAACTCCTTCTCCACAAGCGC-3′,下游5′-GAAGAGCCCTCAGGCTGGACTG-3′;gp80:上游5′-CATTGCCATTGTTCTGAGGTTC-3′,下游5′-AGTAGTCTGTATTGCTGATGTC-3′;gp130:上游5′-ACAGATGAAGGTGGGAAGGAT-3′,下游5′-AGATGACATGCATGAAGACCC-3′;β-actin:上游5′-GTGGGGCGCCCCAGGCACCA-3′,下游5′-GTCCTTAATGTCACGCACGATTTC-3′。
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    1.3 新鲜PBMCs制备:取清晨空腹静脉血5 ml,预先加入2% EDTA抗凝,采用Ficoll密度离心法制备PBMCs,以经0.1%焦碳酸二乙酯(EDPC)处理后的PBS洗涤3次后悬浮于PBS调制成细胞悬液1×106/ml,用于PBMCs总RNA的提取。

    1.4 RNA的提取与纯化:采用异硫氰酸胍一步法提取和纯化PBMCs总RNA[5],用紫外分光光度计(日本岛津UV2200)测定各例总RNA量,吸光度260/280 nm比值在1.782~1.898,取3 μl总RNA用1.1%琼脂糖变性凝胶电泳带28 s与18 s之比约为2∶1来鉴定所提取RNA的完整性。

    1.5 RT-PCR:利用逆转录试剂盒(Promega)严格按说明书操作,以Oligo(dT)15为引物合成cDNA,以不加入逆转录酶为阴性对照。再以上述各对引物在DNA合成仪(USA)上进行PCR扩增(PCR试剂盒,上海华美公司),反应条件及循环次数参照文献[4],反应总体积为50 μl,90 ℃热启动7 min后,以94 ℃变性60 s,60 ℃退火50 s,72 ℃延伸60 s进行循环,最后延伸7 min,产物在1.2%琼脂糖凝胶上电泳。
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    1.6 半定量分析:取10 μl反应产物在1.2%琼脂糖凝胶上电泳后,凝胶浸入0.5 μg/ml的溴化乙锭水溶液染色10 min,紫外灯下观察结果并照相,负片用图像分析仪对目的条带进行密度扫描,分别计算IL-6/β-actin、gp80/β-actin和gp130/β-actin的密度相对值,以代表mRNA的相对表达水平。

    1.7 统计学处理:计数资料采用确切概率法进行检验;计量资料以±s表示,采用配对t检验与直线相关分析对实验数据进行处理。

    2 结果

    2.1 LN患者及正常人外周血单个核细胞IL-6、gp80和gp130的mRNA检出阳性率。表1示,18例活动期LN患者PBMCs中可见明显的IL-6 mRNA表达有13例,而16例PBMCs中只有6例可见明显的IL-6 mRNA表达,正常对照组10名只有1名可见明显的IL-6 mRNA表达,余者几乎未见IL-6 mRNA表达条带。确切概率法分析,结果活动期LN患者PBMCs IL-6 mRNA的检出阳性率显著高于非活动期LN患者及正常人,后两者PBMCs IL-6 mRNA的检出阳性率差异则无显著性。类似的分析可得出,活动期LN患者、非活动期LN患者及正常人PBMCs gp80 mRNA与gp130 mRNA的检出阳性频率差异均无统计学意义。
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    表1 三组外周血单个核细胞IL-6 gp80和

    gp130 mRNA的检出阳性率 组别

    例数

    IL-6

    gp80

    gp130

    阳性数

    %

    阳性数

    %

    阳性数

    %

, 百拇医药     活动组

    18

    13

    72.2

    16

    88.9

    16

    88.9

    非活动组

    16

    6

    37.5

    11
, 百拇医药
    68.8

    13

    81.3

    正常组

    10

    1

    10.0

    8

    80.0

    7

    70.0

    注:与正常组比较*P<0.01;与非活动组比较,ΔP<0.05
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    2.2 LN患者及正常人外周血单个核细胞IL-6、gp80和gp130 mRNA的相对表达水平。表2示,外周血单个核细胞IL-6 mRNA表达水平,活动期LN患者高于非活动期LN患者,后者又高于正常人;活动期LN患者PBMCs中有较高水平的gp80 mRNA与gp130 mRNA表达,与非活动期LN患者及正常对照比较差异有显著性,非活动期LN患者PBMCs gp80 mRNA与gp130 mRNA表达水平与正常对照比较差异则无统计学意义。

    表2 外周血单个核细胞IL-6 gp80和gp130mRNA的相对表达水平 组别

    例数

    IL-6

    gp80

    gp130

    活动组
, 百拇医药
    18

    0.545**ΔΔ

    0.753

    0.820**Δ

    非活动组

    16

    0.180*

    0.345

    0.544

    正常组

    10

    0.004
, 百拇医药
    0.350

    0.477

    注:与正常组比较*P<0.05,**P<0.001;与非活动组比较ΔP<0.05,ΔΔP<0.01

    2.3 LN患者外周血单个核细胞IL-6、gp80和gp130 mRNA表达量之间及其与自身抗体的相关分析。活动期LN患者PBMCs IL-6 mRNA分别与gp80 mRNA和gp130 mRNA相对表达水平呈正相关(r1=0.612,P<0.01;r2=0.537,P<0.05),后两者亦呈正相关(r3=0.576,P<0.05);但它们与血清ANA、抗ds-DNA和抗Sm抗体无显著的相关性(P>0.05)。非活动期LN患者PBMCs中IL-6、gp80与gp130的mRNA相对表达水平彼此之间均无显著相关性(P>0.05)。
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    3 讨论

    IL-6的受体系统由两个功能不同的成分即配体结合部分gp80(α亚基)和非配体结合部分gp130(β亚基)所组成,后者与IL-6-gp80结合形成高亲合力性复合体,传递IL-6信号到细胞内,导致细胞分化增生等反应[6]。本研究结果即活动期或非活动期LN患者PBMCs IL-6 mRNA的表达强度均上调,活动期LN患者PBMCs gp80 mRNA与gp130 mRNA的检出阳性率虽与非活动期LN患者及正常人无异,但其表达强度上调,提示LN患者PBMCs不仅存在IL-6转录增强,活动期LN患者PBMCs对IL-6反应敏感性亦可能增强。

    尽管有报道gp130几乎普遍存在于各种体外培养的细胞株、早期胚胎和人体各种组织中,但给小鼠注射外源性IL-6时,却能导致gp130 mRNA短暂性上调[6]。gp130除参与IL-6信号传递外,还参与白细胞介素-11(IL-11)、白血病抑制因子(LIF)、抑瘤素M(OSM)、睫状神经营养因子(CNTF)与cardiotrophin-1(CT-1)等细胞因子的高亲合性受体的形成。由于这些细胞因子共用gp130作为信号传导链,因而它们具有部分交叉生物活性,通称为IL-6家族[7]。最近有报道,除IL-6在所有SLE患者外周血显著增高外,在部分SLE患者外周血中尚可检测出低水平的LIF、OSM和CNTF,且与狼疮活动有关[8],IL-11和CT-1与SLE的关系尚未见报道。本文作者观察到活动期LN患者PBMCs内IL-6 mRNA、gp80 mRNA与gp130 mRNA同时被上调,且三者关系密切,故可推测IL-6是诱导LN患者PBMCs gp130 mRNA表达上调的主要因素之一。IL-6可能通过自分泌或旁分泌机制(即局部作用)诱导活动期LN患者PBMCs内gp130基因表达增强。
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    gp130基因的活化是诱导细胞增生的信号,其机制已初步探明:通过gp130同/异二聚体的形成,促使细胞质内的相应蛋白发生磷酸化反应并通过两条信号传导途径:一条是通过细胞质内Jak-Tyk家族中Jak1、Jak2和Tyk3以及STAT3/APRF等的活化;另一条是通过酪氨酸激酶与Ras-MAP激酶链的相继活化,随后活化NF-IL-6,两者最终均导致相应靶基因的激活和细胞功能应答[7,9]。故活动期LN患者PBMCs gp130基因表达增强,可能导致PBMCs内一系列酶的改变,促进PBMCs中某些自身反应性淋巴细胞增生活化并分泌多种自身抗体,促使狼疮活动性发作。拮抗或阻断淋巴细胞内IL-6信号传递,可能对LN的治疗有益。本研究未能证实活动期LN患者PBMCs内IL-6、gp80和gp130基因表达与血清ANA、抗ds-DNA和抗Sm抗体的直接相关性,可能与血清自身抗体的水平除受淋巴细胞分泌IL-6的速率影响外,还可能与患者受累的器官如肾脏局部产生IL-6的速率有关[10]。Kibred给MRL-Lpr/Lpr狼疮小鼠静脉注射抗IL-6R α抗体,可明显改善该小鼠的肾小球结构与肾小球滤过功能,并伴有血清抗ds-DNA下降[11],似乎证实上述推断,并提示抗IL-6的系列疗法在SLE及LN中具有较好的应用前景。
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    作者单位:周飞宇(510080 广州,中山医科大学附属第一医院肾内科)

    尹培达(510080 广州,中山医科大学附属第一医院肾内科)

    参 考 文 献

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    2,Linker-Israeli M,Deans RJ,Wallace DJ,et al.Elevated levels of endogenous IL-6 in SLE:a putatine role in pathogenesis.J Immunol,1991,147:117-123.

    3,曾丽霞,叶任高,孙林,等.外周血单个核细胞在狼疮肾炎患者体内高效表达IL-6的观察.中华微生物和免疫学杂志,1997,17:442-445.
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    4,Inoue X,Sugiyama H,Ogawa H,et al.Expression of the inter-leukin-6 (IL-6),IL-6 receptor,and gp130 genes in acute leukemia.Blood,1994,8:2672-2680.

    5,Chomczynski P,Sicchi N.Spngle-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction.Anal Biochem,1987,162:156-159.

    6,Satio M,Yoshida K,Hibi M,et al.Molecular cloning of a murine IL-6 receptor-associated singal transducer,gp130,and its regulated expression in vivo.J Immunol,1992,148:4066-4071.
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    7,Hibi M,Nakajima K,Hirano T.IL-6 cytokine family and singal transduction:a model of the cytokine system.J Mol Med,1996,74:1-12.

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    (收稿日期:1999-09-27), http://www.100md.com