ALD-DNA誘導(dǎo)SLE的新機(jī)制-巨噬細(xì)胞極化及其作用.pdf

1、系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemiclupuserythematosus，SLE)是一個潛在的致死性疾病，以出現(xiàn)各種典型的自身免疫癥狀包括自身免疫反應(yīng)、血管炎、關(guān)節(jié)炎和腎小球腎炎等為特征。在美國SLE病人總數(shù)已經(jīng)超過二十五萬，90％發(fā)生于育齡期婦女，嚴(yán)重影響人類健康。隨著治療手段的進(jìn)步，狼瘡性腎炎病人5年的生存率從二十世紀(jì)五十年代的44％提高到現(xiàn)在的82％，但是SLE病人的平均壽命只有44歲。SLE以其復(fù)雜多變的癥狀引起臨床工作者的廣泛關(guān)注

2、，而SLE幾乎累及免疫系統(tǒng)的各個成份，更是引起了免疫學(xué)工作者極大的興趣，針對SLE的發(fā)病機(jī)制和SLE防治方法的研究一直是科學(xué)家關(guān)注的重大前沿課題。
　　作為SLE病人血清學(xué)特征的抗雙鏈DNA(double-strandedDNA，dsDNA)抗體，已經(jīng)被證明是致病性的，可以引起免疫復(fù)合物沉積和組織損傷，與SLE疾病的嚴(yán)重程度密切相關(guān)。SLE病人遺傳學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)抗dsDNA自身抗體大多屬于對dsDNA具有高親和力的IgG亞類，不同于

3、體細(xì)胞突變產(chǎn)生的抗體。研究顯示自身DNA可以誘導(dǎo)抗dsDNA抗體產(chǎn)生。一般情況下，哺乳動物的DNA免疫原性較弱，不會引起免疫應(yīng)答。尋找引起自身免疫反應(yīng)和抗dsDNA抗體產(chǎn)生的驅(qū)動成份是免疫學(xué)家關(guān)注的熱點。我們實驗室在尋找SLE驅(qū)動原的過程中發(fā)現(xiàn)用活化淋巴細(xì)胞來源的DNA(activatedlymphocyte-derivedDNA，ALD-DNA)免疫同系的雌性BALB/c小鼠，可以產(chǎn)生一系列的SLE癥狀，包括高水平的抗dsDNA自身抗

4、體、蛋白尿、免疫復(fù)合物沉積和腎小球腎炎，這些癥狀模擬病人體內(nèi)由大量凋亡細(xì)胞來源的自身DNA引起的SLE癥狀，因此ALD-DNA免疫的小鼠可以被作為理想的小鼠狼瘡模型進(jìn)行探討SLE疾病可能的細(xì)胞與分子免疫學(xué)機(jī)制。
　　SLE通常被認(rèn)為是由自身抗體介導(dǎo)的全身性炎癥反應(yīng)和由T/B細(xì)胞介導(dǎo)的適應(yīng)性免疫應(yīng)答所誘發(fā)的組織損傷，但是SLE發(fā)病和疾病進(jìn)展的細(xì)胞與分子機(jī)制仍不清楚。有研究提示，在SLE小鼠中，顯著激活的巨噬細(xì)胞和其它髓系細(xì)胞大量浸潤

5、到淋巴組織和腎臟中，啟動和促進(jìn)適應(yīng)性免疫應(yīng)答，從而導(dǎo)致SLE的發(fā)生。越來越多的證據(jù)顯示F4/80+巨噬細(xì)胞是SLE腎炎中主要的浸潤細(xì)胞，在SLE腎炎的發(fā)生過程中扮演重要角色，而浸潤的巨噬細(xì)胞發(fā)揮保護(hù)性還是病理性作用有待闡明。功能上的可塑性和多樣性是單核巨噬細(xì)胞的顯著特點之一，巨噬細(xì)胞隨著周圍環(huán)境的變化，功能上會發(fā)生顯著變化，這些功能上的變化，也稱為功能上的巨噬細(xì)胞極化，可以產(chǎn)生有不同基因表達(dá)譜和不同功能的巨噬細(xì)胞亞群。目前認(rèn)為M1和M2

6、(包括M2a、M2b和M2c)是單核巨噬細(xì)胞功能上連續(xù)變化過程的兩個極端。在SLE疾病過程中巨噬細(xì)胞是否發(fā)生極化、極化類型及其機(jī)制鮮有報道。
　　本研究的目的在于：(1)探討巨噬細(xì)胞在ALD-DNA誘導(dǎo)SLE發(fā)病中的作用；(2)通過表型分析和細(xì)胞因子表達(dá)譜鑒定，分析SLE模型鼠腎炎組織中巨噬細(xì)胞的活化和極化類型以及可能的分子機(jī)制；(3)研究導(dǎo)致自身DNA清除障礙和打破免疫耐受引起巨噬細(xì)胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答的機(jī)制；(4)設(shè)計體內(nèi)外實驗探索

7、SLE疾病可能的防治方法。我們的研究分為以下四部分：
　　1.巨噬細(xì)胞在ALD-DNA誘導(dǎo)SLE發(fā)病中的作用
　　體內(nèi)未被清除的凋亡細(xì)胞來源的自身DNA具有免疫原性，可以引發(fā)一系列的免疫應(yīng)答，從而導(dǎo)致抗自身DNA的抗體產(chǎn)生和抗體介導(dǎo)的組織損傷，這在SLE病人體內(nèi)非常普遍，但是巨噬細(xì)胞是否在SLE發(fā)病過程中發(fā)揮作用仍不清楚。在本課題中，我們在ALD-DNA免疫的SLE小鼠模型中，發(fā)現(xiàn)狼瘡腎炎組織中有大量的活化巨噬細(xì)胞浸潤。AL

8、D-DNA可以在體內(nèi)和體外誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞分泌細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-10，并上調(diào)表達(dá)表面活化標(biāo)志包括MHCclass-Ⅱ、CD40、CD80和CD86，但是非活化淋巴細(xì)胞來源的DNA(unactivatedlymphocyte-derivedDNA，UnALD-DNA)并不能引起巨噬細(xì)胞的活化。我們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)活化的巨噬細(xì)胞在體外可以促進(jìn)T分泌IL-4和IL-10，促進(jìn)B細(xì)胞產(chǎn)生抗dsDNA的自身抗體，從而參與ALD

9、-DNA誘導(dǎo)的自身免疫反應(yīng)。更重要的是去除SLE模型小鼠體內(nèi)的巨噬細(xì)胞可以有效減輕尿蛋白水平、緩解狼瘡性腎炎的癥狀。這些研究結(jié)果提示巨噬細(xì)胞在SLE發(fā)病過程中扮演重要角色，ALD-DNA通過誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞活化進(jìn)而啟動針對自身抗原的固有免疫和適應(yīng)性免疫應(yīng)答，從而造成免疫復(fù)合物沉積和組織損傷。以上發(fā)現(xiàn)為SLE的發(fā)病機(jī)制提供了新視野，為臨床SLE疾病的治療提供了以控制巨噬細(xì)胞浸潤和活化作為靶點的可能的新治療策略。
　　2.ALD-DNA誘

10、導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化的Notch途徑
　　在SLE病人體內(nèi)存在固有免疫應(yīng)答失調(diào)，包括異常巨噬細(xì)胞的活化?；罨木奘杉?xì)胞會發(fā)生功能上極化，但是在SLE疾病過程中活化巨噬細(xì)胞的極化類型和機(jī)制并不清楚。作為一個重要的決定細(xì)胞命運的局部細(xì)胞相互作用機(jī)制，Notch信號通路在調(diào)控各種免疫細(xì)胞的發(fā)育和分化過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，但是Notch通路是否在巨噬細(xì)胞極化過程中發(fā)揮作用并不清楚。本研究中，我們課題組用ALD-DNA免疫小鼠，建立了SLE模型。在

11、SLE模型鼠中，我們發(fā)現(xiàn)狼瘡腎炎組織中有M2b巨噬細(xì)胞的浸潤。在體內(nèi)M2b巨噬細(xì)胞以及體外ALD-DNA誘導(dǎo)的M2b巨噬細(xì)胞中，我們發(fā)現(xiàn)Notchl信號通路的活性增加。通過抑制Notchl信號通路以及高表達(dá)Notchl胞內(nèi)活性片段的方法，我們發(fā)現(xiàn)ALD-DNA誘導(dǎo)的M2b極化依賴于Notchl信號通路的活化。Notchl信號通路活化后通過激活P13K和MAPK信號通路促進(jìn)NF-κBp50入核從而驅(qū)動ALD-DNA誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞M2b極化

12、。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)用Notch信號通路抑制劑γ-分泌酶抑制劑(γ-secretaseinhibitor，GSI)處理小鼠，可以通過鈍化巨噬細(xì)胞M2b極化從而緩解SLE癥狀。我們的研究結(jié)果顯示Notchl途徑依賴的巨噬細(xì)胞M2b極化可能在SLE疾病中發(fā)揮重要作用，提示阻斷Notchl信號通路可以作為SLE的潛在治療方法。
　　3.Jaggedl參與巨噬細(xì)胞M2極化的Notch途徑
　　巨噬細(xì)胞被微環(huán)境中不同的誘導(dǎo)因素活化后表現(xiàn)出不同

13、的表型和功能特征，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞極化為M1或者M(jìn)2型巨噬細(xì)胞。雖然這些巨噬細(xì)胞亞群的分化和功能已經(jīng)研究清楚，但是對于決定巨噬細(xì)胞極化事件的因素中除了可溶性的細(xì)胞因子(例如IFN-γ或者IL-4)之外的細(xì)胞表面受體的作用知之甚少。在本研究中我們提供直接證據(jù)表明Jaggedl和巨噬細(xì)胞表面的受體Notchl相互作用后傳導(dǎo)信號，促進(jìn)巨噬細(xì)胞發(fā)生M2極化。Jaggedl-Notchl信號通路的活化和效應(yīng)細(xì)胞分化有劑量依賴關(guān)系，高水平的Jagged

14、l刺激Notch1信號通路會導(dǎo)致巨噬細(xì)胞M2活化標(biāo)志顯著增加。我們的研究結(jié)果提示Jaggedl活化的Notchl信號通路決定巨噬細(xì)胞M2極化而不發(fā)生M1極化，同時也提供一個巨噬細(xì)胞M2類型極化的可能機(jī)制。
　　4.SAP通過誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化類型轉(zhuǎn)換緩解SLE發(fā)病
　　作為正常存在的DNA結(jié)合蛋白，血清淀粉狀蛋白P成份(SerumamyloidPcomponent，SAP)可以激活巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞核成份包括dsDNA的吞噬。

15、在我們前期研究中發(fā)現(xiàn)，ALD-DNA免疫小鼠可以誘導(dǎo)SLE的發(fā)生，有理由推測SAP在SLE疾病過程中發(fā)揮重要作用。在本課題中，我們發(fā)現(xiàn)ALD-DNA免疫的SLE小鼠血清中輕微升高的SAP濃度伴隨著DNA濃度顯著升高，導(dǎo)致SLE小鼠血清中SAP濃度與DNA濃度的比值顯著低于正常小鼠，而且其比值和SLE小鼠血清中抗dsDNA的水平成負(fù)相關(guān)。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)SAP可以和DNA結(jié)合從而促進(jìn)巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的DNA吞噬。在體外，SAP和DNA結(jié)合后可

16、以使巨噬細(xì)胞極化類型從DNA誘導(dǎo)type-Ⅱ型(M2b)轉(zhuǎn)為SAP-DNA復(fù)合物誘導(dǎo)的替代性途徑活化類型(alternativelyactivatedmacrophages，AAMφs；M2a)。AAMφs分泌大量的細(xì)胞因子IL-10一方面可以阻止DNA誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞type-Ⅱ活化，另一方面可以促進(jìn)AAMφs對DNA的吞噬。更為重要的是我們用SAP處理小鼠，增加SLE小鼠體內(nèi)的SAP水平，通過誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化為AAMφs，從而緩解腎小球