低劑量脂多糖對哮喘小鼠T淋巴細胞產生IL—17的影響

雷盛欽+胡水婷+程麗+黃小燕

[摘要]目的 探討低劑量脂多糖（LPS）刺激對哮喘小鼠T淋巴細胞產生IL-17的影響及其機制。方法 復制哮喘小鼠模型，體外分離培養脾臟來源的T淋巴細胞，分為對照組和LPS組，其中LPS組又分為LPS1組和LPS2組，分別以1、2 ng/ml的LPS體外刺激T細胞72 h。對照組以生理鹽水代替LPS。采用ELISA法檢測細胞培養上清液中的IL-17水平，觀察IL-17的水平濃度變化。結果 以低劑量LPS刺激哮喘小鼠T淋巴細胞后，其培養上清液中IL-17的水平較對照組明顯降低，差異有統計學意義（P<0.01）。結論 低劑量LPS可以抑制哮喘T細胞IL-17的分泌，可能與機體的免疫耐受相關。

[關鍵詞]脂多糖；哮喘小鼠；T細胞；白介素-17

[中圖分類號] R-332 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2017）01（c）-0120-03

[Abstract]Objective To explore the influence of LPS with low dosage on the secretion of IL-17 and the potential mechanism.Methods The asthma mouse model was copied successfully and the T cells from spleen were isolated and cultured in vitro，and the mice were divided into the control group and the LPS group.The mice in LPS group were divided into the LPS group 1 and the LPS group 2，and were stimulated with 1，2 ng/ml LPS respectively for 72 hours.The control group was stimulated with the same volume of saline.The concentrations of IL-17 in the supernatant were detected with ELISA，the change of concentration of IL-17 was observed.Results After stimulation with lower dosages of LPS，the secretion of IL-17 in the supernatant decreased significantly in the LPS groups than that in the control group，with significant difference （P<0.01）.Conclusion Low dosage of LPS can inhibit the secretion of IL-17 in T cells of asthma，and it may be related with immune tolerance.

[Key words]Lipopolysaccharide；Asthma mice；T cell；Interleukin-17

支氣管哮喘是全球常見的慢性疾病之一，是由T細胞、B細胞、嗜酸粒細胞、肥大細胞等多種炎癥細胞和細胞因子參與的慢性氣道炎癥性疾病[1-2]。T細胞及其亞群如Th2細胞分泌的細胞因子如白介素-4（interleukin-4，IL-4）、IL-5、IL-13、IL-17等直接參與了哮喘的炎癥過程，進而誘發哮喘的一系列癥狀[3]。IL-17是一種主要由CD4+T淋巴細胞、嗜酸粒細胞等分泌的前炎性細胞因子，具有強大的募集中性粒細胞及促進多種炎性因子釋放的作用，參與了機體多種炎癥性疾病的發生、發展[4-5]，在哮喘的慢性氣道炎癥過程中，也發揮著重要的作用[6]。本實驗利用低劑量脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）在體外刺激哮喘小鼠T細胞，檢測其IL-17的產生情況，探討低劑量LPS誘導IL-17的產生及哮喘T淋巴細胞免疫耐受的可能機制。

1材料與方法

1.1主要試劑及儀器

RPMI 1640培養基、胎牛血清（Hyclone公司），Al（OH）3（A8222，Sigma公司），雞卵清蛋白（A5503，Sigma公司），尼龍毛柱（Cat.146-04231，日本Wako公司），小鼠紅細胞裂解液（碧云天公司），小鼠IL-17 ELISA試劑盒（Diaclone公司），倒置顯微鏡（日本Nikon），Eppendorf離心機，流式細胞儀（美國Beckman Coulter公司），霧化器（boyo37G6000型，德國百瑞公司），空氣壓縮泵（德國百瑞公司）。

1.2實驗動物與分組

BALB/c小鼠15只，清潔級，4～6周齡，體重20～30 g，雌雄不限，隨機分為兩組，對照組5只，LPS組10只，其中LPS組又分為LPS1組和LPS2組，各5只。小鼠購自溫州醫學院實驗動物中心，在普通清潔條件下飼養，自由取水、攝食。

1.3哮喘小鼠模型的制作

10只LPS組小鼠分別于第1、14天致敏，即經小鼠腹腔注射OVA 10 μg與Al（OH）3凝膠20 mg的混合液，總體積200 μl；第25天開始，將小鼠放置于容積為5 L的密閉容器中，通過連接霧化吸入器的空氣壓縮泵，以3%的OVA氣溶膠激發小鼠，30 min/次，1次/d，總共3次。5只正常對照組小鼠以等量的生理鹽水代替OVA致敏及激發。最后1次激發后48 h處死小鼠，收集標本。

1.4 T細胞的體外分離培養

無菌狀態下分別切除各組小鼠脾臟，剪碎過100目鋼網，收集細胞混懸液，過T細胞尼龍毛柱，放置于37℃，5%CO2培養箱中孵育1 h，再用RPMI 1640沖洗尼龍毛柱，即得到分離、純化的T細胞。流式細胞儀檢測CD3，檢測T細胞純度。按實驗要求重新調整T細胞濃度為1×106/ml。

1.5 LPS體外刺激T細胞

取24孔培養板，每孔加入哮喘小鼠脾臟來源的T細胞1×106/ml（共1 ml），再分別加入終濃度為1、2 ng/ml的LPS生理鹽水溶液，對照組以0.1 ml生理鹽水替代加入。以上各組均設20個復孔。置培養板于5% CO2、37℃細胞培養箱中培養72 h后，取上清液測其IL-17水平。

1.6 ELISA法測定IL-17水平

按照說明書步驟進行。加100 μl標準對照、待測樣品和空白對照（樣品稀釋液）到已包被好的培養板孔內，37℃孵育90 min；洗板，每孔加入50 μl抗體，混合30 s，37℃孵育60 min；洗板，每孔加入50 μl抗體，混合30 s，37℃孵育60 min；洗板，每孔加入50 μl抗體，混合30 s，37℃孵育60 min；洗板，用50 μl終止液終止顯色，10 min內用酶標儀在450 nm波長處測定光密度值。

1.7統計學處理

采用SPSS 11.5統計學軟件對數據進行分析，計量資料以x±s表示，不同組別間數據比較采用單因素方差分析，以P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1 T細胞的培養和鑒定

流式細胞儀檢測總T細胞特異性表面標志物CD3，結果如圖1所示，經尼龍毛柱法分析獲得的T細胞的純度為70.6%，可以滿足本次實驗的需要。

2.2低劑量LPS對T細胞分泌IL-17的影響

對照組的IL-17水平為（10.48±1.47）pg/ml，LPS1組的IL-17水平為（9.34±1.63）pg/ml，LPS2組的IL-17水平為（9.57±1.66）pg/ml。與對照組相比，低劑量LPS（LPS1組、LPS2組）刺激哮喘T淋巴細胞后，其細胞培養上清液中的IL-17水平下降，差異有統計學意義（P<0.01）。

3討論

支氣管哮喘的發病機制復雜，多種免疫細胞及細胞因子參與了其中的病理過程[7]，其中T細胞及其亞群發揮非常重要的作用，是造成哮喘炎癥反應和各種臨床癥狀的根源[8-9]。T細胞在抗原肽、主要組織相容性復合物分子的相互作用下，被抗原提呈細胞活化，然后增殖、分化成各種效應T細胞，分別分泌相應的細胞因子發揮各種功能[10]。

近年來有學者提出哮喘免疫調節機制的“衛生假說”，其核心是Th1/Th2細胞因子的平衡學說。該學說認為，哮喘的發生是Th2細胞過度活化，釋放較多的Th2細胞因子，而Th1細胞因子表達不足使Th1/Th2平衡失調[11]。根據此理論，當哮喘小鼠模型建成后，其血清中與Th2細胞相關的細胞因子水平如IL-4、IL-5、IL-13、IL-17等應該上升，但是在本實驗中，低劑量LPS刺激哮喘小鼠T淋巴細胞后，其培養上清液中的IL-17水平下降，低于對照組，可能的機制是低劑量LPS短期刺激可能抑制DC細胞的成熟，從而阻斷Th2細胞的活化，進而阻止變態反應性疾病的發生、發展。莫碧云等[12]的研究顯示，LPS通過激活Toll樣受體4在哮喘氣道炎癥和氣道重塑過程中發揮雙相調節作用，這與本課題研究結果一致。

研究顯示，支氣管哮喘患者肺組織中IL-17A+CD4+細胞增加，證實了Th17細胞群的存在，IL-17和Th17細胞在支氣管哮喘的發病機制中發揮重要作用。Th17細胞及其分泌的IL-17A、IL-17F、IL-22均參與了支氣管哮喘的發病。李賤等[13]的研究結果顯示，與健康對照組相比，哮喘患者中Th17細胞數量升高，其分泌的IL-17水平亦升高。進一步的研究發現，與輕度、中度、重度哮喘相比，IL-17升高的水平與支氣管哮喘的嚴重程度成正比。涂國華等[14]的研究顯示，哮喘患者痰液中IL-17A和IL-8 mRNAs水平顯著升高，提示Th17細胞以及IL-17A通過IL-8導致了哮喘中的中性粒細胞炎癥。痰液中的IL-17A增加也與哮喘中支氣管高反應性有關[15]。痰液中IL-17A增加也是重度哮喘的獨立危險因素[16]。

氣道上皮細胞分泌的IL-17可以促進淋巴細胞和巨噬細胞浸潤以及黏液分泌增加。IL-17基因沉默后，小鼠Th2細胞因子的產生明顯增加，嗜酸粒細胞功能明顯增強，提示Th17與Th2之間可能存在分化拮抗作用[17]。在IL-17家族細胞因子中，IL-17A和IL-17F與哮喘嚴重程度和肺部中性粒細胞募集的關系最密切[18]。

在本實驗中，與對照組相比，經低劑量LPS處理后T細胞沒有發生明顯的凋亡，其原因可能是LPS與T細胞在體外培養的時間較短，T細胞尚未發生凋亡，但T細胞處于對變應原不反應的狀態，因此Th2細胞因子如IL-17等生成減少。

綜上所述，低劑量LPS可以誘導哮喘免疫耐受，為哮喘的免疫治療提供理論依據，但是其中具體的機制還有待更加深入和全面的研究。

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（收稿日期：2016-11-12 本文編輯：祁海文）