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背景与目的:
炎症性肠病(IBD)的发病机制和病因非常复杂,我们的前期研究和文献报道发现TLR信号通路和Th免疫反应的异常在其中起着十分重要的作用,并且这些异常在不同类型的IBD(CD和UC)中有所不同,但是其发生机制尚不明确。为何不同类型的IBD会出现不同的Th优势反应,它们的调控机制不清楚。Tim-1信号通路是最新发现的调节Th免疫反应的核心环节,并且与TLR信号通路有着密切的关系。然而Tim-1信号通路在IBD发生发展中的作用,及它与IBD的Th免疫反应和TLR信号通路变化的关系国内外尚未见报道。为此,本文研究不同类型的小鼠实验性结肠炎(分别类似人类的UC和CD的动物模型)Tim-1信号通路的变化及其与调节性T细胞(Treg)和TLR信号通路的关系,并以此为干预靶点,分别观察Tim-1信号通路对不同类型小鼠实验性结肠炎的Treg细胞和TLR信号通路的影响,及其与疾病的的关系,从这一新的角度来探讨IBD的发病机制,为IBD的防治提供新的靶点和方向。
方法:
1.实验分组
(1)Tim-1抗体未处理小鼠组;(2)Tim-1抗体预处理小鼠组;
每组内再分为:①正常对照组;②DSS模型组;③TNBS模型组。
2.小鼠实验性结肠炎模型的建立
(1)DSS诱导小鼠实验性结肠炎模型的建立:BALB/c小鼠自由饮用5%DSS溶液7天,建立小鼠急性结肠炎模型。
(2)TNBS诱导小鼠实验性结肠炎模型的建立:BALB/C小鼠禁食、不禁饮24小时后,乙醚麻醉,用3.5F导管从肛门插入肠道深约5.5cm处,灌注TNBS/50%乙醇溶液100μl(含2mgTNBS的50%乙醇溶液),之后将小鼠倒置60秒。从造模第一天开始,每日观察并记录各组小鼠体重、大便性状,7天后处死小鼠。
(3)小鼠Tim-1信号通路的干预:小鼠建模前12h,腹腔内注射100μg抗-Fc抗体消除非特异性吸附后,再给予250μg抗-Tim-1Ab腹腔注射,对照小鼠给予同等剂量的IgG2a。
3.观察以下各项指标:
(1)各组小鼠每天的体重变化、结肠炎疾病活动指数(DAI积分);
(2)肉眼观察小鼠结肠大体形态改变,HE染色观察小鼠结肠炎病理组织学损伤程度;
(3)Westernblot法检测小鼠结肠组织中Foxp3、MyD88、SIGIRR、Tim-1蛋白的表达;
(4)免疫组织化学染色检测小鼠结肠组织中Foxp3、MyD88、SIGIRR、NF-kBp65蛋白的表达。
结果:
1.各组小鼠体重变化及DAI积分
实验第5、7天,各模型组小鼠体重下降百分比均显著高于相应的对照组(P<0.01)。在Tim-1抗体预处理组中,DSS组小鼠体重下降百分比显著高于TNBS组(P<0.01)。小鼠体重变化在Tim-1抗体未处理组和预处理组之间有差异,仅实验第7天DSS组间差异有统计学意义(P<0.05),其余组间差异无统计学意义(P>0.05)。
在实验第5、7天,无论是Tim-1抗体未处理组还是预处理组中,模型组小鼠DAI积分均显著高于相应对照组(P<0.01)。Tim-1抗体预处理的各组小鼠DAI积分均高于未处理组,但都无统计学意义(P>0.05)。
2.小鼠肠黏膜大体形态和结肠组织病理变化
(1)无论是Tim-1抗体未处理组还是预处理组,对照组小鼠结肠黏膜呈淡红色、光滑完整,未见充血、水肿、糜烂、溃疡,DSS组和TNBS组小鼠结肠黏膜可见充血、水肿、糜烂。
(2)无论是在Tim-1抗体未处理组还是预处理组,模型组小鼠的结肠炎症程度、病变深度、隐窝破坏均显著高于对照组(P<0.01)。Tim-1抗体预处理的各组小鼠病理组织学损伤程度均高于未处理组,但只有DSS组间差异有统计学意义(P<0.05)。
3.小鼠结肠组织中Foxp3的表达
(1)免疫印迹检测发现,在Tim-1抗体未处理组中,模型组Foxp3蛋白的表达低于对照组,但无统计学意义(P>0.05)。在Tim-1抗体预处理组中,对照组Foxp3蛋白的表达显著高于两个模型组(P<0.01)。Foxp3蛋白表达在Tim-1抗体未处理组和预处理组之间的差异无统计学意义(P>0.05)。
(2)免疫组化染色发现,无论是在Tim-1抗体未处理组还是预处理组中,对照组Foxp3阳性炎细胞数显著高于模型组(P<0.01)。Tim-1抗体预处理的各模型组Foxp3阳性细胞数均低于未处理小鼠,但只有DSS组间差异有统计学意义(P<0.05)。
4.小鼠结肠组织中SIGIRR的表达
(1)免疫印迹检测发现,在Tim-1抗体未处理组中,对照组SIGIRR蛋白表达高于模型组(P<0.01,0.05),DSS组高于TNBS组(P<0.05)。在Tim-1抗体预处理组中,对照组显著高于DSS组(P<0.01)。SIGIRR蛋白的表达在Tim-1抗体未处理组和预处理组之间的差异无统计学意义(P>0.05)。
(2)免疫组化染色发现,无论是在Tim-1抗体未处理组还是预处理组中,对照组SIGIRR蛋白的表达显著高于模型组(P<0.01)。SIGIRR蛋白的表达在Tim-1抗体未处理组和预处理组之间的差异无统计学意义(P>0.05)。
5.小鼠结肠组织中Myd88的表达
(1)免疫印迹检测发现,无论是在Tim-1抗体未处理组还是预处理组中,对照组Myd88蛋白的表达显著低于模型组(P<0.01),DSS显著组高于TNBS组(P<0.01)。Myd88蛋白的表达在Tim-1抗体未处理组和预处理组之间的差异无统计学意义(P>0.05)。
(2)免疫组化染色发现,无论是在Tim-1抗体未处理组还是预处理组中,对照组Myd88蛋白的表达显著低于模型组(P<0.01),在Tim-1抗体预处理组中,DSS组还显著高于TNBS组(P<0.01)。同时Tim-1抗体预处理的各模型组MyD88的表达高于未处理组,但只有DSS组间差异有统计学意义(P<0.05)。
6.小鼠结肠组织中Tim-1的表达
免疫印迹检测发现,在Tim-1抗体未处理组中,对照组Tim-1蛋白的表达显著高于模型组(P<0.01);在Tim-1抗体预处理组中,对照组Tim-1蛋白表达均高于模型组,对照组和TNBS组之间有显著差异(P<0.01),但对照组和DSS组之间差异无统计学意义(P>0.05),DSS组显著高于TNBS组(P<0.05)。在对照组和DSS组中,Tim-1抗体未处理组的Tim-1蛋白表达均显著低于预处理组(P<0.01)。
7.小鼠结肠组织中NF-kBp65的表达
免疫组化染色发现,无论是在Tim-1抗体未处理组还是预处理组中,对照组NF-kBp65蛋白表达显著低于两个模型组(P<0.01);在Tim-1抗体预处理组中,DSS组的表达还显著高于TNBS组(P<0.05)。Tim-1抗体预处理的各模型组NF-kBp65表达均高于未处理组,但只有DSS组间差异有统计学意义(P<0.01)。
结论:
1.本研究成功的建立了DSS及TNBS诱导的实验性结肠炎小鼠模型,并且Tim-1抗体预处理可加剧小鼠实验性结肠炎的肠黏膜病变,提示了Tim-1信号通路参与了小鼠实验性结肠炎的发病。
2.Tim-1抗体预处理后小鼠实验性结肠炎肠黏膜中。Foxp3蛋白表达降低,提示Tim-1抗体可能通过调控Treg细胞反应来影响小鼠结肠炎的发生。
3.Tim-1抗体预处理后小鼠实验性结肠炎肠黏膜中NF-kBp65、MyD88蛋白表达上升,提示Tim-1抗体可能通过激活TLRs/NF-kB信号通路来影响小鼠实验性结肠炎的发生。