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目的: 病毒性心肌炎(viral myocarditis,VMC)是指由许多不同的病毒感染引起心脏炎症和心肌损伤的疾病。大量研究表明Th细胞(help T cell,CD4+T细胞)亚群比例和分化异常与VMC的发生发展密切相关。而我们前期研究发现胆碱能抗炎通路(cholinergic anti-inflammatory pathway,CAP)可以减少病毒性心肌炎的Th1和Th17细胞相关炎症因子的表达。这些都启示我们CAP很有可能通过影响Th细胞分化来抑制VMC的炎症反应。本课题旨在研究CAP对VMC小鼠的Th细胞的影响,明确Th细胞分化对VMC小鼠生存率、炎症因子、心肌组织损伤和炎症浸润的作用。 方法: 细胞实验:30只雄性4-5周龄Balb/c小鼠(上海史莱克动物中心提供),腹腔接种100TCID50的柯萨奇病毒B3(Coxsackievirus type3 Nancy株,CVB3)稀释液0.5ml,来制作VMC动物模型,接种的第7天,从存活的小鼠中随机选出10只小鼠安乐死,无菌取出脾脏,提取 Th细胞转入12孔板,随机将细胞分成3组:PBS组(PBS),烟碱组(Nicotine)和甲基牛扁碱组(Methyllycaconitine,MLA)。烟碱组给予烟碱(100μmol/L) PBS溶液,甲基牛扁碱组给予甲基牛扁碱(100μmol/L)PBS溶液,PBS组给予等剂量的PBS。培养5天后使用流式细胞术分析各Th细胞亚群的比例,采用Western Blot法检测Th细胞相关炎症因子及转录因子的表达。动物实验:130只雄性4-5周龄Balb/c小鼠,根据前期预实验结果及小鼠死亡率情况,将小鼠随机分成4组:对照组(Control,n=10),病毒性心肌炎(VMC, n=40),烟碱组(Nicotine,n=40),甲基牛扁碱组(Methyllycaconitine,MLA, n=40)。其中烟碱组,VMC组和甲基牛扁碱组小鼠使用同种方式接种100TCID50的CVB3病毒稀释液0.5ml来制作VMC模型,对照组小鼠注射同等剂量的DMEM液,将病毒感染的第一天作为第0天。从第1天开始,烟碱组小鼠每天腹腔注射烟碱(0.4mg/kg,一天三次)生理盐水溶液,MLA组小鼠每天腹腔注射甲基牛扁碱(2.4mg/kg,每天一次)生理盐水溶液,对照组和VMC组小鼠每天腹腔注射等量的生理盐水,连续给药14天,观察各组的一般生长情况和死亡情况。于第7天和14天时在各组小鼠分别取出5只处死,制作病理切片,HE染色观察小鼠心肌损失和炎症浸润,q-PCR检测各组小鼠心肌中 CVB3病毒 RNA的丰度,Western Blot检测各组小鼠心肌组织促炎因子、Th细胞相关炎症因子和转录因子的表达,流式细胞术检测7天时小鼠脾脏Th细胞亚群比例。 结果: ①细胞实验结果:Th细胞亚群相关特异性转录因子的表达变化:与PBS组和甲基牛扁组相比,烟碱治疗降低了Th1和Th17细胞相关转录因子(T-bet、Ror-γ),增加了Th2和Treg细胞相关转录因子(Gata3、Foxp3)(P<0.05);Th细胞亚群变化:烟碱组的Th1和Th17细胞比例升高,Th2和Treg细胞比例下降(P<0.05)。②动物实验结果:小鼠生存率变化:对照组生存率为100%,烟碱组的生存率为60%(死亡16只),显著高于VMC组小鼠的生存率45%(死亡22只)和MLA组小鼠的生存率30%(死亡28只)(P<0.05);HE染色:7天和14天时,对照组小鼠心肌未发现心肌损伤和炎症浸润。与VMC组和MLA组相比,烟碱组小鼠的心肌损害和炎症浸润显著下降了(P<0.05);各组小鼠心肌中CVB3病毒 RNA丰度:第7天和14天时,在各实验组之间,心肌中CVB3病毒RNA没有明显差异;各组小鼠心肌中促炎因子的表达变化:在7天时,与VMC组和MLA组相比,烟碱治疗可以降低心肌中的TNF-α、IL-1β及IL-6表达(P<0.05),然而在第14天时,各组之间的炎症因子表达量却没有差异;心肌中Th细胞各亚群相关的特异性炎症因子和转录因子表达变化:与病毒性心肌炎组和甲基牛扁碱组相比,烟碱治疗后,7天时小鼠心肌中T-bet、IFN-γ、ROR-γ和IL-17表达下调,但Gata3、IL-4和Foxp3表达量却上升了(P<0.05)。14天时,T-bet、IFN-γ、ROR-γ、IL-17、Gata3、IL-4和Foxp3在烟碱组、VMC组和MLA组之间没有明显差异;脾脏中Th细胞亚群比例变化:7天时,与VMC组和MLA组相比,烟碱组的Th1细胞和Th17细胞比例明显降低,然而Th2细胞和Treg细胞比例却明显上升(均P<0.05)。 结论: 验证了激活CAP对VMC鼠脾脏中Th细胞分化的调节作用。烟碱均能激活在体和离体脾脏 Th表面的α7烟碱型乙酰胆碱受体(α7 nicotinic acetylcholine receptor,α7-nAChR),增加脾脏Th2和Treg细胞的比例,减少脾脏Th1和Th17细胞的比例,同时降低病毒感染后心肌间质浸润的淋巴细胞中Th1和Th17细胞的比例,升高Th2和Treg细胞的比例,进而下调心肌细胞中促炎因子的蛋白水平,降低心肌损伤和炎症细胞浸润,提高VMC小鼠的生存率。这些结果都表明激活CAP就可以调节脾脏CD4+T的分化,抑制病毒性心肌炎炎症反应。