高迁移率族蛋白B1对小鼠调节性T细胞表达T淋巴细胞毒性相关抗原4水平的影响及受体机制
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高迁移率族蛋白B1对小鼠调节性T细胞表达T淋巴细胞毒性相关抗原4水平的影响及受体机制
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?实验研究?
高迁移率族蛋白B1对小鼠调节性T细胞表达T淋巴细胞毒性相关抗原一4水平的影响及受体机制
许长涛姚咏明
【摘要l李为民邹一平目的观察高迁移率族蛋白B1(HMGBl)对小鼠调节性T细胞(Treg)表达细胞毒性T淋巴细胞相关抗原(CTLA)-4水平的影响及其受体机制。方法免疫磁珠法分离正常C31-I/HeN[(Toll样受体4(TLR4)野生型)]小鼠脾脏CIM+CD25+Treg,接种于细胞培养板,各细胞培养孔均加入可溶性抗CD3和可溶性抗CD28作为辅助活化剂。应用/不应用抗11LR4抗体预封闭CD4+CD25+Treg表面,I'LR4,观察HMGBl刺激CD4+CD25+Treg表达cTLA4的时间一效应关系和剂量.效应关系。结果HMGBl(O.1ms/L)刺激CD4+CD25+Treg,c7Iu.4在24、48、72h表达水平(47.56±5.49、35.83±4.96和31.94±4.65)较正常对照组水平(79.42±2.79)均显著下降(P<0.01),以48、72h组下降尤为明显;不同剂量HMGBI刺激CD4+CD25+Tre948h其cllA4表达水平显著下调(P<0.01),其中以0.1ms/L和1ms/L组表达水平(分别为33.34±4.00和29.90±4.30)降低幅度尤为明显。经封闭TLR4预处理后,给予HMGBl(o.1mg/L)刺激24、48和72hCIM+CD25+Treg表达CTLA-4的水平(90.39±8.80、93.13±4.80和80.29±4.31)均较对正常照组(71.03±4.34)显著增强(P<0.05或P<0.01);而不同剂量HMGBl刺激CIM+CD25+Treg48h,仅以0.1ms/L组能显著上调CTLA-4的表达水平(P<0.01)。结论HMGBI通过TLR4负向调节CD4+CD25+Treg表达CTLA-4水平,从而影响Treg的免疫活性。
【关键词】高迁移率族蛋白B1;Toll样受体4;调节性T细胞
Potentialreceptor
sionofcytotoxicTmechanismunderlyingtheeffectofhighmobilitygroupbox-lproteinonexpres-XUChang一lymphocyte-associatedantigen4inregulatoryTcellsinmice
啪’,YAOYong—m垤,廿耽i—min,et以.’Department
tOofHepatobiliarySurgery,&condHospitalA嘶liutedtheChinesePL4GeneralHospital,Beijing100091,China
ObjectiveToinvestigatetheeffectofhighmobilitygroupbox-1Correspondingauthor:YAO物昭一mingprotein(HMGBI)
cells(Treg)【Abstract】ontheexpressionofcytotoxicTlymphocyte-associatedantigen4(CTLA4)inregulatoryT
anditspotentialreceptormechanisminmice.MethodsCD4+CD25+TregsisolatedfromthespleensofC3H/HeN[Tou-likereceptor4(1'LR4)wildtype]micebymagneticbeadswereseededon96一wellcellcultureplatescoatedwithlms/Lanti—CD3andsolubleCD28.Bytreatment证t}lorwithoutanti-mouseTLR4antibody.thetime-anddose.dependent
sion
ononresponsesbetweenHMGBIstimulationandCTI。A-4toexpres.CD4+CD25+Tregswerestudied.ResultsComparedWaSnormalcontrols.theexpressionofCTLA4atCD4+CD25+Tregsstimulatedby0.1mg/LHMGBIsignificantlydown.regulated24.48.and72
ath(47.56±5.49,35.834-4.96,and31.94±4.65.respectively)(allP<0.01),especially
h.Meanwhile.markedly
HMGBlat48and72decreaSedexpressi+onofCTLA-4variousconcentrations(0.0l。0.1and1withC1M+CD25+Tregsms/L)for48h(58.87±6.70,33.34±4.00andWasfoundtreated29.90±4.30,respectively,allP<0.01).Afterpretreatment
expressiononCD4+CD25+TregsWaSsignificantlyenhancedbyHMGBl(O.1with麟antibody,however,theCTL度4atms/L)stimulation24,
DOI:10.3760/cma.i.issn.1001-9030.2009.03.015
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30672178,30872683,
30800437);国家重点基础研究发展规划项目(2005CB522602)
作者单位:100091北京。解放军总医院第二附属医院肝胆外科(许
长涛、李为民、邹一平);解放军总医院第一附属医院全军烧伤研究所
(姚咏明)
通信作者:姚咏明
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48and72
h(90.39±8.80.93.13±4.80and80.29±4.31.respectively,P<0.05orP<0.01).After
treatmentwithdifferentdosesofHMGBlf矗48h.theC,nA-4expressiononCIM+CD25+TregsWaSmuchhiIgIlerin0.1
mS/LHMGBl
group(94.98±6.35)thaninnormalcontrols(P<0.01).Conclusion
can
WithHMGBlstimulation,TLR4markedlydown—regulateCTLA-4expressionlevels
on
CD4+C1)25+
Tregs,therebyinfluencingtheimmunologicalactivityofTregs.
【Keywords】Highmobilitygroupboxlprotein;T01llikereceptor;RegulatoryTeeHs
调节性T细胞(Treg)在机体免疫系统中发挥负向免疫调节作用,其免疫活性状态影响着机体的免疫稳态【l’21。调控Treg免疫活性的机制十分复杂,其中Toll样受体(TLRs)参与其调节过程∞]。TLR4是TLRs家族的重要一员,探讨,I'LR4是否参与调节Treg免疫活性的过程对于认识脓毒症的发生、发展有重要意义。新近研究提示,高迁移率族蛋白B1(HMGBl)是重要的晚期炎症因子,在严重感染与免疫紊乱过程中扮演重要的角色”J。本实验旨在观察HMGBl对小鼠CD4+CD25+Treg表达细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(CTLA-4)水平的影响,探讨其影响Treg免疫活性的受体机制。
材料和方法
1.材料:健康清洁级C3H,/HeN小鼠(TLR4野生
型,北京维通利华动物公司),雄性,体质量(22±2)g。
RPMI
1640培养基(北京天润善达生物有限公司),胎
牛血清(天海生物有限公司),HMGBl(美国Sigma公司);功能纯化级抗小鼠CD3/CD28(eBioscienee);功
能纯化级抗小鼠TLR4抗体(eBioscience);异硫氰酸
荧光素(FITC)标记的抗小鼠CTLA.4抗体(Southern
Biotech
Associates);FITC标记的抗小鼠CIM抗体(美
国MiltenyiBiotec公司);自制磷酸盐缓冲液(PBS),调整pH7.2,并过滤除菌;MiniMACS磁性分离仪(美国
Mihenyi
Biotec公司);FACSCalibur流式细胞仪(美国
BD公司)。
2.CIM+CD25+Treg制备:小鼠断颈处死,无菌取脾脏,置于平皿中,加入3—5
ml
PBS,用10Hd注射器活塞
研磨,研磨液过400钼滤网2次。收集滤过细胞悬液,注入尖底离心管中,加入溶血素至15IIll,混匀后静置10
min。2000
r/min离心、洗涤2次,弃上清,取下层细胞。
3.磁珠孵育和磁性分选:采用MiniMACS免疫磁性分离系统进行两步分离。每1
X
10
7个细胞加入10
一生物素抗体4℃孵育10min。加入20“l抗生物素
磁珠,10出藻红蛋白(PE)标记的抗一CD25抗体4℃孵
育15min,离心洗涤。细胞定容至0.5ml,经LD柱阴性选择后,收集流出细胞悬液,离心洗涤弃上清获取
CIM+T细胞。每1
X
107细胞加入10斗l抗.PE磁珠,4
℃孵育15min,离心洗涤。经MS柱进行第2步分选,流出液为CD4+CD25一T细胞悬液,将分离柱移出磁场,加压洗脱,收集细胞,计数细胞。用10%FCS—RPMI1640培养基重悬CD4+CD25+Treg,调整细胞浓度为1×106爪/IIll,接种于96孔细胞培养板。
4.细胞分组及处理方法:设TLR4受体封闭组(每
106
CIM+CD25+Treg加入抗体2灿g,共孵育2h以充
分封闭细胞表面rI.LR4)和非封闭组,分别观察各组的剂量-效应关系和时间-效应关系。剂量一效应关系实验:各组根据加入HMGBl(刺激48h)剂量不同随机分为4个亚组,即0.01、0,l、lms/L组和正常对照组,每组各4个复孔(n=4);时间.效应关系实验:根据HMGBl(刺激剂量为0.1mg/L)刺激时间不同,各组随机分为4个亚组,即24、48、72h组和正常对照组,每组各4个复孔(/'t=4)。各孔均加入可溶性抗一CD3(1mg/L)和可溶性抗一CD28(1ms/L)作为辅助活化剂¨j。在37oC、5%CO,的细胞培养箱中培养。流式细胞仪检测CTLA-4的表达平均荧光强度水平:收集细胞,用预冷的PBS洗涤培养孔3次,离心洗涤,定容100出,直接加入FITC标记的抗小鼠CTLA-4抗体。min,PBS洗涤2次去除未结合荧光抗体,重悬于PBS,定容至0.5ml通过流式细胞仪检测。CTLA4表达水平采用平均荧光强度来表示。
5.统计学方法:数据采用CellQuest数据分析软12.o统计软件包对数据进行单因素方差分析。
结
果
1.Treg纯度分析:由于分选CD4+CD25+Treg过
2.未封闭组中HMGBl影响CIM+CD25+Treg表ms/L)刺激后24、48、72
4-5.49、
孵育30件分析。实验数据以均数4-标准差(露4-8)表示。采用
SPSS
程中CD25已经被PE标记,仅用FITC.CD4抗体标记细胞,利用流式细胞仪检测CD4和CD25平均荧光强度,反映Treg纯度。右上象限内荧光点代表目的细胞,多次分选所得CD4+CD25+Treg纯度均在91%以上;且所获CD4+CD25+Treg经台盼蓝检测活性大于
97%。
达CTLA4水平的时间一效应关系:正常对照组小鼠CD4+CD25+Treg表面表达CTLA_4水平较高(79.42±2.79)。HMGBl(0.1h的CTLA4表达平均荧光强度分别为47.56
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35.83±4.96和31.94±4.65,与正常对照组差异有统计学意义(P<O.01),其中以48、72h组平均荧光强度下降最为明显,并与24h组差异有统计学意义(P<0.01);而48、72h组之间的CTLA4表达水平差异无统计学意义(P>0.05)。
3.未封闭组中HMGBl影响CD4+CD25+Treg表达CTLA-4水平的剂量一效应关系:HMGBl作用48h
后不同剂量组(O.01、0.1、1mg/L)CIM+CD25+Treg表
达CTLA-4的平均荧光强度分别为58.87
4-6.70、
33.34±4.00和29.904-4.30,与正常对照组(80.71
4-
6.04)比较,差异均有统计学意义(P<0.01),其中以
0.1
mg/L和1
mg/L组C’卧4表达水平降低的最明
显,并分别与0.01mg/L组差异有统计学意义(P<0.01)。
4.封闭组中HMGBl影响CD4+CD25+Treg表达CTLA-4水平的时间一效应关系:HMGBl(0.1mg/L)刺激后24、48、72
h
CD4+CD25+Treg表达cTLA4的平
均荧光强度为90.394-8.80、93.13
4-4.80和80.29
4-
4.31,与正常照组(71.03±4.34)比较差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01),其中以24和48h组的差异最显著,并分别与72h组比较差异有统计学意义(P<0.05)。
5.封闭组中HMGBl影响CD4+CD25+Treg表达CTLA-4水平的剂量一效应关系:HMGBI刺激48h后不同剂量组(0.01、0,1、1mg/L)CD4+CD25+Treg表达C7rLA一4的平均荧光强度分别为83.95
4-4.74、94.98
4-
6.35和77.184-5.41,与正常对照组(76.534-5.37)比较,0.1ms/L组的差异有统计学意义(P<0,01)。
讨
论
Treg作为重要的免疫调节性细胞,既可抑制免疫病
理性反应程度,又能限制机体CD4+和CD8+T细胞对肿瘤、异物和广谱病原体的应答强度”j。CⅡA_4是Treg发挥免疫抑制效应的重要膜表面分子,可与抗原提呈细胞或者活化的T细胞表面B7(CD80和CD86)之间发生交联作用,传递反向信号来抑制效应细胞的活性,因此
可通过C瞰一4表达情况反映Treg抑制功能的改变MJ。
我们既往研究证实,HMGBl能诱导CD4+CD25+TregCTLA-4表达减弱,进而影响CIM+CD25+Treg免疫调节
活性,但其作用的受体机制尚不清楚¨。。
本实验结果显示,正常C3H/HeN小鼠CD4+
CD25+Treg受到HMGBl刺激后,其cⅡA.4表达水平
随作用时间延长呈现显著下调趋势,于72h达最低点;同时,CTIA_4表达强度也与HMGBl刺激浓度呈现负相关,HMGBl浓度达到1mg/L时其表达水平处于最低。而CD4+CD25+Treg经过封闭TLR4预处理后,
0.1mg/L
HMGBl可诱导c7rLA-4表达水平明显上调,
于48h达到峰值,24~72h其表达水平均显著高于正常对照组;同时本组资料显示,HMGBl仅以0.1
ms/L
刺激CD4+CD25+Treg后其CTLA4表达水平显著上调,币徊.01ms/L和1mg/L组上调效应并不明显。从时间.效应关系和剂量一效应关系来看,11LR4可下调由HMGBl刺激后CD4+CD25+Treg表达CTLA4的水平,但随时间和剂量的变化,C1LA4表达水平会趋于稳定而不再发生显著改变。而在消除了TLR4作用后,HMGBI可显著增强CD4+CD25+Treg表达CTLA-4水平,进一步说明TLR4是负向调控HMGBl介导CIM+CD25+Treg表达CTLA4的重要受体之一,提示HMGBl可通过TLR4调节Treg的免疫活性,其确切免疫效应信号途径有待深入探讨。
CD4+CD25+Treg可以通过多种途径调节机体免疫状态,从而影响机体炎症与免疫反应的发展方向¨J。因此,对于HMGBl与CIM+CD25+Treg之间相互关系的研究将有助于深入了解严重感染病理过程中炎症、免疫状态演变规律及其可能的作用机制。
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