水溶性殼聚糖對1型糖尿病小鼠胰腺Th1及Th2相關細胞因子表達的影響

楊曉蕾

摘 要：該研究旨在探討水溶性殼聚糖（WSC）對1型糖尿病（T1DM）小鼠胰腺Th1、Th2相關細胞因子表達的影響。采用多次小劑量鏈尿佐菌素注射的方法建立T1DM小鼠模型，對建模成功的T1DM小鼠給予連續12周WSC干預。采用逆轉錄-聚合酶鏈式反應檢測干預后小鼠胰腺Th1相關細胞因子IFN-γ以及Th2相關細胞因子IL-4的mRNA表達水平。結果發現，WSC能夠有效地降低T1DM小鼠胰腺IFN-γ的mRNA表達，同時也有效地降低T1DM小鼠胰腺IFN-γ與IL-4的比例。

關鍵詞：1型糖尿病 水溶性殼聚糖 Th1細胞因子 Th2細胞因子

中圖分類號：R58 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（a）-0183-02

1型糖尿病（T1DM），又稱胰島素依賴性糖尿病，是由T細胞介導的自身免疫系統對胰腺內胰島β細胞進行特異性損傷而引起的一種器官特異性的自身免疫疾病[1]。相關研究表明，T1DM的發生與機體內 Th1細胞過度活化及Th2細胞被抑制而導致的免疫失衡有關[2]。因此，T1DM是否能夠根治的關鍵就在于能否通過免疫調節有效地恢復被破壞的Th1/Th2平衡。

殼聚糖（Chitosan）是自然界存在非常豐富的一類自然資源。現已證明其具有抗腫瘤、抗菌、降低血漿膽固醇水平、清除氧自由基等作用。除此之外，近來的研究還發現殼聚糖具有一定的免疫調節活性。由此我們推測，殼聚糖作為一種生物活性物質，可能對于T1DM等自身免疫疾病的免疫失衡狀況具有一定的調節作用。鑒于此，該研究擬通過檢測水溶性殼聚糖（WSC）對T1DM小鼠胰腺Th1、Th2細胞因子表達的影響，考察殼聚糖對T1DM小鼠的免疫調節作用。

1 材料與方法

1.1 T1DM小鼠模型的建立及實驗分組

80只昆明種雄性小鼠，3周齡時購入。分為兩組，正常對照組20只，模型組60只。于4周齡時開始按照40 mg/kg的標準連續5 d進行鏈尿佐菌素（STZ）注射。注射后對小鼠的非禁食血糖進行測定，連續3 d高于11.1 mmol/L的小鼠認為建模成功。

選取建模成功的T1DM小鼠40只，隨機分為兩組，每組20只，分別為WSC干預組以及T1DM對照組。WSC干預組以0.6% WSC水溶液代替正常飲水自由飲用，T1DM對照組正常飲水，連續觀察12周。正常飲水的正常小鼠20只作為正常對照組。

1.2 總RNA抽提及逆轉錄-聚合酶鏈式反應（RT-PCR）半定量檢測

分別取各組小鼠胰腺，采用結合液氮冷卻的Trizol法抽提總RNA，兩步法RT-PCR檢測目的基因mRNA水平變化。以β-actin為內參，將其與目的基因一起經過相同操作步驟和最佳條件，進行PCR擴增。應用IPP軟件分析獲得目的基因mRNA擴增產物的電泳條帶灰度值，計算相對表達量。

1.3 統計分析

所有數據均采用（ ）表示。采用統計學軟件SPSS 17.0進行 t檢驗。

2 結果

2.1 WSC對T1DM小鼠胰腺Th1和Th2相關細胞因子mRNA表達的影響

干預12周后，與T1DM對照組相比，WSC顯著降低了干預組小鼠胰腺IFN-γ mRNA表達水平，而WSC干預組與正常對照組則無顯著性差異。IL-4在各組中的表達無明顯差異。與IFN-γ表達趨勢一致，WSC干預組的IFN-γ/IL-4比例顯著低于T1DM對照組，與正常對照組無顯著差異（見圖1）。

3 討論

T1DM的發生與Th1細胞過度活化及Th2細胞被抑制所導致的免疫失衡密切相關，因此常規的臨床治療方法（如胰島素療法）只能在一定程度上緩解T1DM的癥狀，并不能從根本上減輕自身免疫系統對胰島β細胞的損傷。免疫調節治療作為一種潛在的有望能夠根治T1DM的治療方法，受到了研究者的廣泛關注。

殼聚糖在自然界中資源豐富，且具有廣泛的生物學活性。相關研究已證實，殼聚糖對于細胞免疫和體液免疫都具有一定免疫調節活性[3-6]。但是目前關于WSC對T1DM等自身免疫性疾病的免疫調節治療作用卻還未有報道。本研究中，在干預12周后，WSC顯著降低了WSC干預組小鼠胰腺中Th1細胞因子IFN-γ的mRNA表達水平，說明WSC能夠從局部以及整體水平上抑制Th1細胞及Th1細胞因子介導的胰島自身免疫反應，延緩T1DM的發展。同時，該研究也發現WSC干預顯著降低了T1DM小鼠胰腺中IFN-γ/IL-4比例，使T1DM小鼠體內已經偏向Th1極化的Th1/Th2平衡有了一定程度的恢復，從而促進了由Th1細胞/細胞因子為主的免疫反應向Th2細胞/細胞因子占優勢的反應轉化，達到抑制T1DM發展的作用。這一結果也與Carina Porporatto等發現的口服殼聚糖能夠顯著增強正常大鼠粘膜層及淋巴組織的Th2微環境相一致[7]。

4 結語

該研究顯示，WSC對于T1DM小鼠具有一定的免疫治療作用，而這種免疫治療作用很可能是通過成功恢復T1DM小鼠體內的Th1/Th2平衡來實現的。但由于機體內細胞因子調控網絡和調控方式的多樣性和復雜性遠遠超乎想象，因此WSC對于T1DM小鼠體內Th1/Th2平衡的恢復和調節是通過何種方式進行，以及這種作用是直接的或是間接的還有待于進一步更為深入的研究。

參考文獻

[1] Tierney L M，M S J，Papadakis M A.Current medical Diagnosis & Treatment[M].International edition ed. New York： Lange Medical Books/McGraw-Hill，2002：1203-2015.

[2] Overbergh， L.Acute shock induced by antigen vaccination in NOD mice [J].Diabetes，2003，52（2）：335-341.

[3] Synowiecki J，N A.Al-Khateeb，Production， properties，and some new applications of chitin and its derivatives[J].Crit Rev Food Sci Nutr，2003，43（2）：145-147.

[4] Liew F Y.Regulation of lymphocyte functions by nitric oxide[J].Curr Opin Immunol，1995，7（3）：396-399.

[5] Peluso，G.Chitosan-mediated stimulation of macrophage function[J].Biomaterials，1994，15（15）：1215-1220.

[6] Yeh M Y.Chitosan promotes immune responses， ameliorates glutamic oxaloacetic transaminase and glutamic pyruvic transaminase，but enhances lactate dehydrogenase levels in normal mice in vivo[J].Experimental and Therapeutic Medicine，2016，11（4）：1300-1306.

[7] Porporatto C.I.DBianco， S.G.Correa. Local and systemic activity of the polysaccharide chitosan at lymphoid tissues after oral administration[J].J Leukoc Biol，2005，78（1）：62-69.