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编号:10258234
IL-12对狼疮肾炎PBMC中信号传递分子STAT3、STAT4的作用
http://www.100md.com 《中国免疫学杂志》 2000年第4期
     作者:李清刚 李幼姬 李志坚 叶任高 许韩师

    单位:李清刚(中山医科大学附属第一医 院肾脏病研究所,广州 510080);李幼姬(中山医科大学附属第一医 院肾脏病研究所,广州 510080);李志坚(中山医科大学附属第一医 院肾脏病研究所,广州 510080)

    关键词:信号传递;狼疮肾炎;白细胞介素-12;外周血单个核细胞

    中国免疫学杂志000417 摘 要 目的:为了探讨IL-12对狼疮肾炎PBMC发挥生物学作用的细 胞 内信号传递机制。方法:采用MTT、免疫沉淀、免疫印迹等方法,检测I L-12对PBMC增殖及STAT3、STAT4的作用 ,并比较在狼疮肾炎活动期、静止期的差别。结果:发现与正常人对照 及静止期相比,IL-12对活动期PBMC不需要IL-2的预诱导,可促进PBMC增殖并在短时间内 激活 STAT3、STAT4,而IL-2对STAT4无作用。结论:表明IL-12对PB M C的作用可通过STAT3、STAT4途径发挥,活动期PBMC存在异常活化,这可能是IL-12促 进狼疮肾炎PBMC参与发病的细胞内机制之一。
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    中国图书分类号 R392.12

    Effects of IL-12 on signal transduction molecules STAT3 and STAT4 in PBMC i n lupus nephritis

    LI Qing-Gang LI You-Ji LI Zhi-Jian

    (Department of Nephrology and Ins titute of Nephrology, The First Affiliated Hospital, San Yat-Sen University of Medica l Sciences, Guangzhou 510080)

    Abstract Objective:To investigate the mechanism of signa l transduction of IL-12 on periph eral blood mononuclear cell (PBMC) in lupus nephritis (LN).Methods:The authors measured proliferation of PBMC by MTT. STAT3 and STAT4 were detected by immunoprecipa tion and Western Blot Technique. Results:In contrast to norma l group and the static stage of LN, IL-12 alone stimulated DNA synthesis and activated STAT3 and ST AT4 in absence of IL-2 in short time in PBMC in the active stage of LN, wherease I L-2 had no effect on STAT4 but STAT3.Conclusion:The e ffe ct of IL-12 in PBMC may be mediated through the activation of STAT3 and STAT4, PBMC may have been abbe rant ly activated in the active stage of LN, which may be a mechanism of IL-12 to ta ke part in the pathogenesis of LN.
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    Key words Signal transduction Lupus nephritis Interl eukin-12 PBMC

    狼疮肾炎外周血单个核淋巴细胞(PBMC)的异常增生、分化,产生多种活性物质、分泌过多自 身抗体是其致病的重要环节。最近国外报道,IL-12可对正常人B、T淋巴细胞在IL-2、SA 等诱导作用下发挥重要作用[1,2]。然而,对狼疮肾炎PBMC异常生物学行为的细胞 内信号传递 机制至今未见报道。信号的转录子和活化子(signal transducers and activators of tran scription, STAT)中STAT3、STAT4是IL-12的信号传递途径[3],故在 本研究中,我们对IL-2 诱导或未诱导的正常人、LN活动期、静止期是否发生异常活化进行测定,试图对IL-12在狼 疮肾炎PBMC中作用的细胞内信号传递机制进行探讨,以期深化对LN发病过程中IL-12作用机 制的认识。
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    1 材料与方法

    1.1 试剂 IL-12购自Pepro Tech公司,IL-2、PHA购自北京中山生物 技术公司。STAT3、STAT4及其他蛋白测定试剂均购自Santa Cruz公司。MTT、蛋白酶抑制剂均购自Sigma公司,电泳分子量标准 品购自New England公司,化学发光试剂购自北京医科大学引航医学生物技术研究所。

    1.2 方法

    1.2.1 PBMC分离培养 选取LN活动期、静止期患者各10例、正常人对照5 例 ,按常规方法抽取10 ml静脉血,肝素抗凝分离PBMC作培养,0.2%台盼蓝计数存活>95%。

    1.2.2 细胞因子对PBMC的刺激 在STAT3、STAT4测定实验中,对LN 活动期、静止期、正常对照组PBMC分别给予0,100 U/ml IL-2预诱导24 h。然后分组 给 予10 ng/ml IL-12于37℃刺激30 min。另一组给未用IL-2预诱导的LN活动期PBMC以2,5 ,10 ng /ml IL-2刺激5,15,30,60,120 min。
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    1.2.3 STAT3、STAT4的测定 将培养的细胞,用含蛋白酶抑制剂的 RIPA细胞裂解液(1×PBS,10%NP40,0.5%脱氧胆酸钠,1 μg/ml PMSF,30 μl/ml抑 肽酶,0.1 mmol/L钒酸钠)裂解2 h,离心,将上清液测定蛋白含量。然后用抗STAT3、抗S TAT4(抗C-末端)免疫沉淀,过夜,最后离心提取蛋白沉淀经100℃ 2 min变性,贮存于-2 0℃冰箱备用。经SDS-PAGE电泳、转膜,用化学发光方法检测磷酸化信号 传递蛋白,可在92,94 kD处各出现一条带。然后将膜置于洗膜中60℃,洗膜30 min,再 利用抗STAT3、STAT4(N-末端)对膜进行孵育。每组实验重复3次。

    1.2.4 PBMC增殖测定 采用MTT法检测PBMC增殖,按上述分LN活动期、 静止期及正常对照分组分别加入IL-2(100 U/ml),IL-12(10 ng/ml),IL-2(100 U/ml)+I L-12(10 ng/ml)刺激4 d,同时设阴性空白对照,加入MTT培养4 h后,用20%SDS,50%二甲 基酰胺 ,pH5.0溶解液终止反应,在2400酶标仪测570~630 nm吸光光度值,以空白对照为标准, 评价各组的PBMC增殖。
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    1.2.5 统计学方法 结果以±s表示,各组比 较用t检验,以P<0.05为差异有显著性。

    2 结果

    2.1 PBMC增殖 正常人对照,狼疮肾炎PBMC对IL-2都有反应,而IL- 12 只对LN活动期增殖反应显著,IL-2+IL-12对三者皆有明显促增殖作用,尤以活动期显著( 图1)。

    图1 IL-12、IL-2、IL-12+IL-2对LN、正常对照PBMC增殖

    Fig.1 IL-12,IL-2 and IL-12+IL-2 stimulated PBMC

, http://www.100md.com     proliferation in LN and normal group

    2.2 PBMC的STAT3,STAT4酪氨酸磷酸化 于0~120 min单独用IL - 12(5~10 ng/ml)刺激活动期PBMC的结果见图2。单独用IL-12可使LN活动期STAT3、STAT4 在30 min时合成最强,并且以10 ng/ml浓度刺激的带型最强,120 min后带型消失,从图3 看出单独IL-12对静止期相对作用较弱,正常人无作用。联合应用IL-2+IL-12,正常对 照、LN活动期、静止期在30 min仍最强。

    图2 不同浓度的IL-12刺激LN活动期PBMC中STAT4 、STAT3的酪氨酸磷酸化
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    Fig.2 Different concentration of IL-12 induces tyrosine

    phosphorylatio n of STAT4 and STAT3 in PBMC in the active stage of LN

    图3 IL-2、IL-12、IL-2+IL-12对LN、正常对照PBMC刺激30min

    诱导STAT4和STAT3酪氨酸磷酸化

    Fig.3 IL-2, IL-12 and IL-2+IL-12 induce tyrosine phosphorylation
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    of S TAT4 and STAT3 in PBMC in LN and normal control for 30 min

    3 讨论

    IL-12主要是由T、B淋巴细胞和单核-巨噬细胞产生的,具有多种炎症作用,包括促进IFN -γ的产生,抑制IL-10、IL-11等的合成[4,5],其对Th前体细胞向Th1分化不 可缺少 ,通过调节Th1/Th2平衡,发挥免疫调节作用[6],此外,有报道IL-12 对SA、IL-2诱导的正常T、B淋巴细胞有促增殖、分化作用[1,2]。然而,尽管IL -12在体外对正常T、B等淋巴细胞的免疫炎症过程的重要作用已有些研究,但在狼疮患者IL -12作用的内在机制尚未有报道。

    我们在实验中发现,单独IL-12对正常人PBMC无增殖作用,而与IL-2可共同刺激增殖,这 提示其生物学作用需IL-2诱导才能发挥。Gately等认为:在低浓度IL-2诱 导下,介导促进IL-2受体表达,导致IL-12诱导PBMC等亚群的增殖,另外,IL-12还可通 过诱导细胞因子如INF-γ、IL-2等的释放,促进静止PBMC对IL-2反应[6]。而L N患者PBMC,尤其是活动期,可能由 于PBMC已经在体内被多种炎症因子预刺激促进了IL-12R受体表达,或其本身存在异常,故 可直接对IL-12发生增殖反应。
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    许多的研究证实,在正常细胞,IL-12发挥生物学作用可通过STAT3,STAT4途径实现 ,并且STAT4只有IL-12才能激活[3]。IL-12与受体结合,后者二聚体化, 促使JAK激酶活化酪氨酸激 酶,导致受体发生酪氨酸磷酸化;再通过JAK活化STAT3、STAT4,使后者与受体解离, 转位到核内,结合于特异基因的启动子序列上[7,8],促进基因表达,发挥生 物学作用。

    在本研究中,单独应用IL-12只对LN活动期STAT3、STAT4磷酸化最显著,并在30min时,带型最强,静止期很弱,这表明,LN活动期PBMC上的IL-12受体可能已被多种炎症因子刺激表达,或处于异常状态,IL-12可直接促使STAT3、STAT4活化静止期PBMC处于稳 定 状态,对IL-12反应弱。而正常对照需在IL-2协同刺激下,才能活化STAT3、 STAT4 ,提 示IL-2可能诱导了IL-12R的表达后,IL-12才能激活信号传递分子STAT3, STAT4。 单独I L-2刺激有STAT3带,而无STAT4带,单独IL-12刺激STAT3,带型较弱,协同刺激ST AT3带型明显增强,这一方面说 明IL-2亦能促进STAT3活化,另一方面说明IL-12除STAT3外主要是通过STAT4发挥 作用,这与Cheng-Rong Yu[9]等的报道相一致。
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    我们发现STAT3,STAT4在活动期PBMC受IL-12刺激5 min时,即可出现磷酸化,30 min 时 最强,在120 min后消失,这说明STAT3、STAT4的磷酸化是一个短暂过程,但磷酸化的STAT转位到某些基因启动子序列上就促其特异基因转录,国外最近有报道,STAT4的一结合 位点(T/A)TTCC(C/G)GGAA(T/A),与INF-γ的GAS位点极相似,IL-12能直接促进PBMC产生I FN-γ,就是通过STAT4结合到IFN-γ的位点上发挥的[10]

    最近,亦有报道,JAK-STAT途径与ras-MAPK(细胞分裂原活化蛋白酶)有联系。Stancat o等证明MAPK能使STAT3的Ser727磷酸化而激活,JAK还能激活其它的分子(Grb 2、Raf-1、PI-(3)K的P85亚基)[11];Livio Azzoni等学者发现IL-12 可促进C-myc的基因表达,而C-myc是MAPK作用的下游分子[12],可见,IL-12除通过JAK-STAT发 挥作用外,尚有可能通过其他的途径。因此,对其信号传递途径的研究有待进一步深入,IL -12可通过异常的信号传递途径参与LN的发生。
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    本课题为卫生部科研基金资助项目(编号15)

    作者简介:李清刚,男,29岁,博士,主要研究狼疮肾炎的发病机制;

    李幼姬,女,64岁,博士导师,教授,主要从事狼疮肾炎的发病机制及细胞因子研究

    叶任高(中山医科大学附属第一医 院肾脏病研究所,广州 510080)

    许韩师(中山医科大学附属第一医 院肾脏病研究所,广州 510080)

    4 参考文献

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    12,Livio Azzoni, Palanisamy Kanakaraj, Olga Zatsepina et al. IL-12 induce d acti vation of NK and T cells occurs in the absence of immediate early activation gen e expression. J Immunol, 1996;157:3235

    [收稿1999-01-20,二次修回1999-10-26], 百拇医药