白細(xì)胞介素21在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中信號(hào)誘導(dǎo)T細(xì)胞激活和促炎因子的分泌作用.pdf

1、背景
　　類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis, RA)是一種慢性、自身免疫性、炎癥性關(guān)節(jié)病,表現(xiàn)為對(duì)稱性多關(guān)節(jié)炎,可侵犯多個(gè)大小關(guān)節(jié),并伴有全身多系統(tǒng)損害。病變晚期受累的關(guān)節(jié)發(fā)生嚴(yán)重變形,使患者完全喪失勞動(dòng)能力,給社會(huì)和家庭帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)。
　　關(guān)節(jié)滑膜炎是RA的基本病理改變,也是關(guān)節(jié)軟骨和軟骨下骨破壞的病變基礎(chǔ)。RA的發(fā)病機(jī)制迄今不明了,近年來(lái)的研究表明RA的發(fā)病與致病因素引起免疫系統(tǒng)功能紊亂有密切關(guān)系

2、。細(xì)胞免疫異常在 RA的發(fā)病中起重要作用,在RA關(guān)節(jié)的滑膜、血管翳、軟骨及軟骨下骨中有大量表達(dá)激活標(biāo)志的CD4+ T細(xì)胞浸潤(rùn),這些細(xì)胞可與滑膜中的抗原發(fā)生免疫應(yīng)答,細(xì)胞因子在這一過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。已知細(xì)胞因子腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor,TNF)、白細(xì)胞介素1(interleukin,IL)、IL-2、IL-6、IL-10、IL-12、IL-15、IL-18及干擾素γ(interferon,IFN)等參

3、與了RA的病理過(guò)程,其中,以TNF-α和IL-1尤為重要。
　　IL-21是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)胞因子,屬于I型細(xì)胞因子家族,主要是由CD4+Th2細(xì)胞合成和分泌,為4個(gè)螺旋結(jié)構(gòu),與IL-2、IL-4和IL-15具有同源性。IL-21受體(IL-21R)與IL-2Rβ鏈、IL-4Rα鏈和IL-9R有同源性,其主要表達(dá)在淋巴組織的B細(xì)胞、T細(xì)胞和NK細(xì)胞上。IL-21的生物學(xué)功能主要是刺激T細(xì)胞增殖、NK細(xì)胞增殖和分化以及CD40特異

4、性應(yīng)答B(yǎng)細(xì)胞的增殖,IL-21功能的發(fā)揮依靠其受體的共用γ鏈,主要通過(guò)JAK-STAT途徑傳遞信號(hào)。
　　IL-21及其受體在人類疾病中的確切作用還不清楚,已有資料顯示 IL-21在人類自身免疫性疾病如克隆氏病、系統(tǒng)性硬皮病中有調(diào)節(jié)作用,提示 IL-21在RA的發(fā)病中可能也有重要免疫調(diào)節(jié)作用。
　　目的
　　通過(guò)檢測(cè)IL-21受體在RA患者的滑膜、關(guān)節(jié)液和外周血單個(gè)核淋巴細(xì)胞中的表達(dá),以及對(duì)IL-21誘導(dǎo)RA患者T細(xì)胞

5、激活、促炎癥細(xì)胞因子分泌作用的研究,探討IL-21在RA發(fā)病中的作用,以期為臨床治療RA提供一種新的有效途徑。
　　材料和方法
　　收集14例RA、12例骨關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis,OA)和8例膝關(guān)節(jié)損傷患者的滑膜組織,免疫組化分析各組病例中IL-21R在滑膜組織中的表達(dá)。收集38例RA、24例OA和26例健康體檢者的外周血,12例RA、10例OA和7例正常對(duì)照的關(guān)節(jié)液,用流式細(xì)胞儀分析各組病例中IL-21R在外

6、周血和關(guān)節(jié)液?jiǎn)蝹€(gè)核淋巴細(xì)胞表面的表達(dá)。分離、純化外周血或關(guān)節(jié)液中淋巴細(xì)胞,抗 CD3單克隆抗體刺激,在培養(yǎng)不同時(shí)間點(diǎn)(8、12、24和48h)檢測(cè)IL-21R在CD4+T細(xì)胞中的表達(dá)。并且,用IL-21刺激激活T淋巴細(xì)胞,通過(guò)液閃技術(shù)、流式細(xì)胞分析儀和ELISA法檢測(cè)分析淋巴細(xì)胞的增殖及其促炎細(xì)胞因子的分泌。
　　結(jié)果
　　1.IL-21R在RA患者的滑膜組織中呈高表達(dá),RA患者滑膜內(nèi)膜層和下層IL-21R陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)顯著增加

7、,而且總體細(xì)胞數(shù)目中IL-21R陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)目(12.3±2.4％)顯著高于OA患者(2.1±0.6%)和正常對(duì)照組(1.2±0.3%)(P<0.001),OA和正常對(duì)照組之間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　2.用流式細(xì)胞分析檢測(cè)在外周血和關(guān)節(jié)液?jiǎn)魏思?xì)胞中IL-21R陽(yáng)性的細(xì)胞數(shù)。結(jié)果顯示RA患者的外周血和關(guān)節(jié)液中,CD4+T、CD8+T細(xì)胞、B細(xì)胞和NK細(xì)胞表達(dá)IL-21R的細(xì)胞數(shù)顯著高于對(duì)照組(P﹤0.05)。
　　3.在正常對(duì)

8、照組的外周血和關(guān)節(jié)液中CD4+T細(xì)胞,在體外經(jīng)抗CD3刺激后8h IL-21R迅速降低,其后持續(xù)較低的表達(dá)水平。RA患者中CD4+T細(xì)胞IL-21R水平,在抗CD3刺激后降低緩慢,在培養(yǎng)8、12、24和48h均顯著高于對(duì)照組。這些結(jié)果表明IL-21R主要在RA患者外周血和關(guān)節(jié)液的單核細(xì)胞中表達(dá),在體外刺激中消失較慢,提示IL-21R可能與促炎反應(yīng)免疫應(yīng)答有關(guān)。
　　4.在RA患者和正常對(duì)照組的外周血T細(xì)胞中,CD69無(wú)或較低表達(dá)。

9、經(jīng)抗CD3抗體刺激后,CD69在二組中表達(dá)均增加,但是培養(yǎng)8h時(shí)RA患者顯著高于對(duì)照組(P﹤0.05)。IL-21可上調(diào)CD69表達(dá),而且RA患者CD69表達(dá)水平顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。RA患者關(guān)節(jié)液中的T細(xì)胞CD69表達(dá)顯著高于對(duì)照組(P<0.01)。而在IL-21刺激后,二組關(guān)節(jié)液T細(xì)胞CD69表達(dá)均上調(diào),在8h時(shí)達(dá)到高峰,以后降低;而且在RA患者關(guān)節(jié)液T細(xì)胞CD69表達(dá)水平在8、12、24、48h均顯著高于對(duì)照組。提示IL

10、-21可導(dǎo)致RA患者T細(xì)胞活性顯著增加,以及誘導(dǎo)外周血T細(xì)胞的增殖。
　　5.對(duì)T細(xì)胞誘導(dǎo)增殖效應(yīng)進(jìn)行分析,顯示RA患者在抗CD3和IL-21刺激下外周血和關(guān)節(jié)液T細(xì)胞增殖指數(shù)顯著高于對(duì)照組。提示IL-21是一個(gè)RA患者T細(xì)胞強(qiáng)有力的誘導(dǎo)因子,在炎癥損傷中外周血和關(guān)節(jié)液T細(xì)胞活化以及對(duì)IL-21反應(yīng)性更加敏感。
　　6.在經(jīng)抗CD3抗體和IL-21刺激的RA患者的外周血和關(guān)節(jié)液T細(xì)胞培養(yǎng)的上清液中,檢測(cè)T細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子(

11、如:INF-γ、TNF-α、IL-2和IL-10)。顯示RA患者的T細(xì)胞與對(duì)照組比較分泌較高水平的INF-γ和TNF-α(P﹤0.05)。這些結(jié)果提示IL-21可顯著激發(fā)RA患者T細(xì)胞的活性,誘導(dǎo)了促炎細(xì)胞因子的分泌,與RA的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系。
　　結(jié)論
　　本實(shí)驗(yàn)首先觀察了IL-21受體在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者的滑膜、關(guān)節(jié)液和外周血中單核淋巴細(xì)胞中的表達(dá),在此基礎(chǔ)上觀察了IL-21受體在CD4+T細(xì)胞中的表達(dá),進(jìn)一步觀察了抗C

12、D3抗體刺激后IL-21受體在CD4+ T細(xì)胞中的表達(dá)變化,最后檢測(cè)了IL-21對(duì)CD4+T細(xì)胞的激活增殖效應(yīng)以及促炎因子的分泌作用。結(jié)果證實(shí)IL-21受體在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者的滑膜、CD4+T細(xì)胞呈高表達(dá),IL-21可誘導(dǎo)T細(xì)胞激活、增殖和增加促炎細(xì)胞因子的分泌。
　　根據(jù)目前研究的結(jié)果,我們可得出以下結(jié)論:1.IL-21受體在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者滑膜中呈現(xiàn)高表達(dá)。2.IL-21是類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎發(fā)病過(guò)程中重要的促炎細(xì)胞因子。3.阻斷IL