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编号:10250518
实验性变态反应性脑脊髓炎IL-2与IL-8的检测
http://www.100md.com 《中国急救医学》 2000年第7期
     作者:王琳 王文昭 王德生

    单位:白求恩医科大学第一临床医院神经内科,吉林 长春 130021

    关键词:实验性变态反应性脑脊髓炎;IL-2;IL-8;细胞因子;多发性硬化;豚鼠

    中国急救医学000703 [摘 要] 目的 研究IL-2与IL-8在实验性变态反应性脑脊髓炎(EAE)免疫学发病机理中的作用。方法 自牛脑提取的髓鞘碱性蛋白(MBP)加福氏完全佐剂(CFA)免疫豚鼠,建立EAE模型。采用生物活性测定法检测了EAE模型的IL-2水平,采用双抗体夹心法酶联免疫吸附实验(ELISA)检测了EAE模型的IL-8水平。结果 EAE组的IL-2与IL-8水平分别为194.21±97.88 U/ml、6.35±0.29 ng/ml,EAE组的IL-2与IL-8水平均显著高于正常对照组(P<0.01与P<0.05)。结论 IL-2与IL-8在EAE免疫学病机制中具有重要作用,参与了免疫病理形成,验证了细胞因子(CK)是EAE致病的重要分子基础。为进一步研究多发性硬化(MS)的发病机理及寻求新的治疗途径提供了理论依据。
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    [中图分类号]R 392.3;R 593.1 [文献标识码] A

    [文章编号]1002-1949(2000)07-0387-03

    Assay of IL-2 and IL-8 in experimental allergic encephalomyelitis model

    WANG Lin,WANG Wen-zhao,WANG De-sheng

    (Department of Neurology,the First Teaching Hospital of Norman Bethune University of Medical Sciences,Changchun 130021,China)

    [Abstract]Objective To investigate the effect of IL-2 and IL-8 in the immunopathogenesis of experimental allergic encephalomyelitis(EAE).Methods The animal models were established in guinea pigs by immunization with complete Freund adjuvant and myelin basic protein extracted from bovine brain.The level of IL-2 in EAE model was detected by biologic assay and the level of IL-8 in EAE was examined by sandwich-enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA).Results The levels of IL-2 and IL-8 in EAE were 194.21±97.88 U/ml and 6.35±0.29 ng/ml respectively.The EAE models showed obviously higher levels of IL-2 and IL-8 than the normal control group(P<0.01;P<0.05).Conclusions IL-2 and IL-8 play an important role in the immunopathogenesis of EAE.These cytokines are involved in the development during the course of immunopathologic damage.The theory that cytokines are the essential molecular basis for pathogenesis of EAE has been demonstrated.This experiment had offered theoretical evidence for study of multiple sclerosis(MS) on pathogenesis and given the clues for searching new therapeutic approaches of MS.
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    [Key words]EAE; IL-2; IL-8; CK; MS; Guinea pig

    实验性变态反应性脑脊髓炎(EAE)是人类多发性硬化(MS)的理想动物模型。MS的发病机制至今尚不清楚,亦无良好的治疗方法。为了更好地防治MS,人们一直通过EAE探索MS的免疫发病和免疫病理形成过程,其中细胞因子(CK)的研究非常引人关注。本研究成功地建立了EAE动物模型,并且对EAE模型的IL-2与IL-8水平进行了测定。

    1 材料与方法

    1.1 实验动物与分组 健康豚鼠28只,2.5月龄,体重400 g左右,随机分组,EAE组21只,正常对照组7只。

    1.2 动物模型的制备 EAE模型的建立,取自牛脑提取的髓鞘碱性蛋白(MBP)溶液1 ml(3.2 g/L)、0.5 ml卡介苗(75 g/L)和1.5 ml福氏不完全佐剂,置乳钵中研匀乳化,注入豚鼠后足掌约为0.66 μg/g[1]
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    1.3 标本取材 EAE模型组在免疫后第22 d处死,正常对照组同时处死,立即无菌取脾、脑、脊髓(4%多聚甲醛固定脑、脊髓,常规石蜡包埋切片,HE染色,光镜下观察)。以Hank's冲洗提取淋巴细胞,用15% FCS的RPMI-1640液调整细胞浓度为1.0×106/ml,混匀,加入24孔板中,同时加入ConA(终浓度为10 μg/ml),37℃ 5% CO2孵箱培养,于24 h吸取上清液,置-60℃冰箱保存备用。

    1.4 IL-2与IL-8活性测定

    1.4.1 IL-2的生物活性检测 以IL-2依赖细胞株CTLL滴定。将待测样品加入96孔板中,每孔50 μl。每一样品内设复孔,同时设一标准IL-2对照,初浓度为400 U/ml,倍比稀释做8个稀释度。IL-2依赖CTLL细胞用1640液洗3遍,用含20% FCS的RPMI 1640液调整细胞浓度为6.0×105/ml,加入上述各孔,50 μl/孔。37℃ 5% CO2孵箱培养20 h,每孔加5 mg/ml MTT 10 μl,5小时后弃上清,加20%,SDS-50%DMF裂解液100 μl/孔,置37℃ 5% CO2孵箱中过夜,测OD570值,从标准曲线上求IL-2活性单位。
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    1.4.2 应用双抗体夹心ELISA方法检测24 h培养上清液中IL-8的含量,试剂盒购自北京邦定公司。

    1.5 统计学处理 数据以均值±标准差(±s)给出,采用两组均值数间t检验,P<0.05为有统计学意义。

    2 结果

    EAE临床症状最早出现于免疫后第4天,最迟免疫后第11天,21只豚鼠全部发病,出现不同程度的肢体无力,继之瘫痪,出现共济失调步态,约半数动物伴尿便失禁,免疫后22天有2只出现震颤,1只抽搐。全部动物表现脱毛、食欲减退乃至拒食,体重下降显著。EAE组病变以侵犯白质为主,尤以脑室周围比较明显。脑、脊髓实质内小血管周围有大量炎性细胞浸润,以淋巴细胞为主,形成血管套。小血管管壁增厚,个别血管管腔完全闭塞。神经元发生轻度坏变。脑、脊髓白质均见明显的髓鞘脱失,呈海绵状改变。可见胶质细胞增生,有的形成胶质结节,符合文献报道[2]。
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    EAE组的IL-2与IL-8水平均显著高于正常对照组,见附表。

    附表 EAE组的IL-2与IL-8水平的测定(±s) 组别

    例数

    IL-2(U/ml)

    IL-8(ng/ml)

    正常组

    7

    51.27±8.54

    5.97±0.21

    EAE组
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    21

    194.21±97.88*

    6.35±0.29

    与正常组比较*P<0.01,#P<0.05。

    3 讨论

    EAE是一种免疫细胞介导的局限于中枢神经系统内的迟发性超敏反应型自身免疫病。参与EAE脑部炎症反应的细胞主要是淋巴细胞和巨噬细胞,它们的效应与免疫调节功能多通过释放CK而实现。越来越多的证据表明,CK在EAE不同阶段中枢神经系统中表达,并且发挥重要作用,包括调节异常的自身免疫反应及介导髓鞘破坏。本研究在建立EAE动物模型的基础上,探讨了CK在EAE发病机制中的作用。本实验的EAE组产生的一系列临床、组织病理和免疫学改变,与文献[2]报道相符,提示EAE动物模型建立成功。
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    EAE是由淋巴细胞介导的对MBP的免疫反应,主要由Th1细胞介导[3]。Th1细胞主要诱导迟发型超敏反应,产生炎性CK如IL-2、TNF-β与IFN-γ。其中IL-2与EAE及MS关系密切。IL-2主要由活化的Th1细胞产生。IL-2有诱导和促进细胞毒性T细胞(CTL)、NK、K和LAK细胞生成或增殖作用,又有促进B细胞分化成熟、促进抗体产生作用,因而位居免疫调节的中心地位。IL-2只有与其受体(IL-2R)尤其是高亲和性受体结合,并将结合后发出的信号传入细胞内,才能起作用。本研究结果显示EAE组IL-2水平显著高于正常对照组(P<0.01),与Sharief等[4]的结果相符。研究表明,用逆转录PCR方法检测EAE小鼠脑和脊髓、脑脊液中IL-2与IFN-γ的mRNA表达水平,发现IL-2和IFN-γ在中枢神经系统中的表达与EAE的严重程度密切相关,并确认脑脊液中T细胞分泌IL-2和IFN-γ水平与整个中枢神经系统组织的是平行的。鉴于在EAE对照组动物以及非中枢神经组织中很难检测到IL-2和IFN-γ,那么IL-2和IFN-γ在EAE发病机制中一定具有重要作用[5]。高扬等[6]报告MS患者PBMC的IL-2、IFN-γ和INF-α mRNA异常表达,在疾病的活动期明显高于稳定期和正常组。近年研究认为,在某些诱因的作用下,自身髓鞘成分MBP被免疫系统识别,抗原提呈细胞捕捉和处理抗原,分泌IL-1,Th1细胞接受抗原信息,表达IL-2R,分泌IL-2。在IL-2存在的情况下,MBP特异性Th细胞产生,针对MBP的特异性和非特异性免疫反应起动,免疫活性细胞释放IL-1、IL-6、IFN-γ和TNF-α等,介导免疫反应和免疫病理损伤。由于IL-2/IL-2R系统在淋巴细胞活化增殖过程中居于举足轻重的地位,因此监测IL-2/IL-2R的变化对自身免疫病MS辅助诊断、病情转归及预后判断有重要的参考价值。
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    本研究结果表明EAE组的IL-8水平与正常对照组相比差异显著(P<0.05),说明IL-8参与了EAE的炎症反应。IL-8是1987年Yoshimura等发现的由多种细胞产生的具有趋化中性粒细胞,T淋巴细胞参与炎症反应的CK[7]。IL-8对中性粒细胞具有直接而特异性的靶作用,可吸引和活化炎症区域的中性粒细胞,使其向局部聚集并释放各种颗粒酶和超氧化物,从而造成组织损害。IL-8可趋化嗜碱性粒细胞、单核细胞、部分CD4+或CD8+ T细胞和IL-2激活的NK细胞[7]。Khoury等[8]在EAE发病高峰期证实病变处有IL-8、IL-2和TNF-α的存在,而在恢复期上述炎性CK显著减少。鉴于IL-8已被证实参与多种疾病的炎症反应如类风湿性关节炎,因而推测IL-8是EAE免疫致病的炎症因子之一,其具体作用与调节机制有待于进一步研究。

    综上所述,IL-2与IL-8两种CK在EAE组动物水平显著升高,共同参与了EAE的免疫病理损伤。在MS和EAE的病理过程中,主要是血管周围炎性细胞浸润,炎性细胞通过释放CK在局部发挥效应,造成细胞免疫应答的异常和脱髓鞘改变。因此,CK是MS及EAE致病的重要分子基础。我们的研究从分子水平观察了EAE动物CK的动态变化,为深入研究MS的发病机理提供了理论依据,为寻求新的治疗MS的有效途径带来了希望。随着生物新技术不断涌现,建立在EAE动物模型基础上的对MS的CK或抗CK的半选择治疗具有极其光明的前途,目前已处于试验阶段,在不久的将来,对MS的免疫治疗将为MS患者带来健康的福音。
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    [参考文献]

    [1]王琳,张凤蕴,王丽群,等.MBP的提取,鉴定及EAE模型的建立[J].哈尔滨医科大学学报,1998,32(1):12-13.

    [2]袁锦楣,主编.临床神经免疫学[M].北京:北京科学技术出版社,1992.123-124.

    [3]Olsen T.Cytokine-producing cells in experimental autoimmune encephalomyelitis and multiple sclerosis[J].Neurology,1995,45(supp16):sll.

    [4]Sharief MK,Thompson EJ,Correlation of interleukin-2 and soluble interleukin-2 receptor with clinical activity of multiple sclerosis[J].J Neurol Neurosurg Psychiat,1993,56:169-174.
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    [5]Renno T,Jia-You L,Ciriaco P,et al.Cytokine production by cells in the cerebrospinal fluid during experimental allergic encephalomyelitis in SJL/J mice[J].J Neuroimmunol,1994,49:1-7.

    [6]高扬,林嘉友,闵宝权,等.多发性硬化患者炎性细胞因子和一氧化氮合酶mRNA表达水平[J].中华医学检验杂志,1997,20(6):353-356.

    [7]Tilg H,Shapiro L,Atkins MB,et al.Induction of circulating and erythrocyte-bound IL-8 by IL-2 immunotherapy and suppression of its in vitro production by IL-1 receptor antagonist and soluble tumor necrosis factor receptor(p75)chimera[J].J Immunol,1993,151:3299-3307.
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    [8]Khoury SJ,Hancock WW,Weiner HL.Oral tolerance to myelin basic protein and natural recovery from experimental autoimmune encephalomyelitis are associated with downregulation of inflammatory cytokines and differential upregulation of reansforning growth factor β,interleukin4,and prostaglandin E expression in the brain[J].J Experi Med,1992,176:1355-1364.

    收稿:1999-03-20,修回:1999-10-11, 百拇医药