夏枯草通过诱导IDO1的表达和Treg

发布时间:2021-12-16

研究背景

自身免疫性甲状腺炎(AIT)是临床和亚临床甲状腺功能减退的主要原因,是一种常见的器官特异性自身免疫性疾病,影响着中国近10%的人口。AIT的特征是甲状腺淋巴细胞浸润和滤泡破坏,血清中存在甲状腺特异性自身抗体。多项研究表明,调节性T细胞(Tregs)的功能缺陷和比例改变与AIT密切相关。吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO1)是将色氨酸(Trp)降解为犬尿氨酸(Kyn)的限速酶,在树突状细胞、巨噬细胞和B细胞中组成性表达。IDO1介导的Trp消耗和Trp代谢物的产生被证明可以增强Treg分化并抑制自身免疫反应。夏枯草(PrunellavulgarisL.)是唇形科多年生草本植物,具有清肝泻火,明目,散结消肿的功效,许多有经验的中医仍采用夏枯草汤剂治疗甲状腺肿和AIT,然而来自临床试验的研究数据是不够的。本研究旨在评价夏枯草在甲状腺球蛋白(Tg)诱导的Lewis模型大鼠中对实验性自身免疫性甲状腺炎(EAT)的影响,并探讨IDO1介导的Treg调控在这些影响中的作用。

NO.1

实验方法

1.分组

将Lewis大鼠随机分为空白对照组、模型对照组和低、中、高剂量治疗组。构建EAT模型鼠后,灌胃给药,给药方案如下:

2.方法

采用高效液相色谱法对夏枯草的主要活性成分进行分析。通过皮下注射甲状腺球蛋白免疫Lewis大鼠,建立实验性自身免疫性甲状腺炎(EAT)模型。超声测量甲状腺体积,HE染色观察甲状腺淋巴细胞浸润情况。ELISA法测定血清甲状腺球蛋白抗体(TgAb)和细胞因子水平。流式细胞术检测CD4+CD25+Foxp3+Tregs细胞的百分率。分别用qRT-PCR和Westernblotting检测IDO1mRNA和蛋白表达水平。采用荧光试剂盒和分光光度法测定血清和粪便中色氨酸(Trp)和犬尿氨酸(Kyn)的含量。

NO.2

实验结果

1.迷迭香酸是夏枯草水提液中的主要生物活性成分图1夏枯草的主要化学成分

UPLC-ESI-MS色谱峰分离良好(图1C),通过匹配各色谱峰的分子量,并考虑不同化合物的多级质谱信息,共鉴定出了夏枯草提取物中的10种成分(表1)。结果表明,迷迭香酸是夏枯草水提液的主要成分。为支持上述结果,进一步用迷迭香酸标准品进行了HPLC分析,证实了夏枯草的主要活性成分确实是迷迭香酸(图1D)。

2.夏枯草可减轻Tg诱导的Lewis大鼠的自身免疫性甲状腺炎

图2Tg免疫的Lewis大鼠和对照组甲状腺形态学及血清TgAb水平的变化(N=12)

为了评估模型大鼠甲状腺炎的发生情况,在夏枯草给药之前,评价了Tg免疫的Lewis大鼠和空白对照组大鼠的甲状腺体积及血清TgAb水平的变化。通过肉眼和超声检查,均显示EAT组的甲状腺肿明显高于CON组(图2A、2C、2D)。采用超声指数计算平均甲状腺体积,提示EAT组甲状腺体积增加了1.75倍(图2A;P<0.01)。此外,EAT大鼠血清TgAb水平显著高于CON组(图2B;P<0.01)。而且,在EAT大鼠中观察到不同甲状腺滤泡大小的间质单核细胞浸润(图2E)。相比之下,在CON组中观察到相对均匀的充满胶质的滤泡,并伴有几乎不可见的炎症浸润。这些结果表明,Tg免疫的Lewis大鼠已发展为EAT。夏枯草治疗12周后,EAT大鼠的甲状腺体积和血清TgAb水平显著下降(图2A和2B)。而且,中高剂量治疗组大鼠的甲状腺炎症评分和血清TgAb水平显著低于模型对照组(图2G和2F)。结果表明:在给予夏枯草水提物后,EAT大鼠的甲状腺炎和甲状腺肿有明显的改善。3.夏枯草可诱导脾脏Tregs细胞的扩增和免疫抑制细胞因子的产生

图3脾脏Treg百分比和血清IL-10及TGF-β水平的变化

为探讨夏枯草缓解EAT的潜在机制,评估了脾淋巴细胞Treg亚群。结果显示,模型对照组Tregs细胞的百分比显著低于空白对照组(P<0.01),三组夏枯草用药组Tregs百分比均显著上升(P<0.01)。而且,与模型对照组比,中高剂量治疗组大鼠血清IL-10和TGF-β水平有显著增加(P<0.01)。4.夏枯草可促进IDO1的表达,调节Trp向Kyn的转化

图4夏枯草给药后IDO1mRNA和蛋白表达的变化

本研究采用灌胃给药,脾脏和小肠被用于IDO1评估。空白对照组和模型对照组脾脏和小肠中IDO1的mRNA和蛋白表达水平均未见明显差异(图4A和4B,P>0.05)。另外,与模型对照组相比,夏枯草用药组显著提高了EAT大鼠脾脏和肠道中IDO1mRNA和蛋白的表达,其中低剂量治疗组小肠中仅观察到轻微差异。图5血清和粪便中色氨酸(Trp)和犬尿氨酸(Kyn)的含量为评估IDO1的活性,检测了血清和粪便中Trp和Kyn的含量。和IDO1表达谱一致,空白对照组和模型对照组血清和粪便中的Trp和Kyn水平无明显差异(图5A和5B)。而与模型对照组比,夏枯草用药组大鼠血清Trp水平降低,Kyn水平升高,Kyn/Trp比值升高(P<0.01),但在粪便中Trp和Kyn水平却无明显变化(图5A、5B和5C)。

NO.3

讨论与结论

本研究以Tg免疫Lewis大鼠为实验动物模型,探讨夏枯草对AIT的作用及机制。通过测量甲状腺体积、血清TgAb水平和浸润评分,观察到在给予夏枯草治疗后,甲状腺炎和甲状腺肿有所减轻。结果提示,夏枯草在一定程度上可通过促进Tregs的增殖和免疫调节因子的产生来改善甲状腺炎;上调IDO1的表达和活性可能是夏枯草促进Tregs扩增的一个潜在机制。本研究首次报道了夏枯草给药后,IDO1相关的脾脏Treg扩增在减轻EAT中的作用,为探究自身免疫性甲状腺炎的免疫发病机制提供了新见解,并揭示了夏枯草在AIT治疗中的潜在价值。预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇

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