感染后腸功能紊亂大鼠外周血細胞因子 IL-1β、IL-4表達

王巧民,周政,宋繼中

(安徽醫科大學附屬省立醫院、安徽省立醫院消化內科,合肥 230001)

腸易激綜合征(IBS)屬于常見的腸功能紊亂性疾病,其具體發病機制還不明確。近年研究認為感染、炎癥和免疫激活參與了 IBS的發病[1,2];郭敏等[3]人用福氏志賀氏痢疾桿菌給大鼠灌胃制造感染后腸功能紊亂模型,模擬人類 PI-IBS的發病過程;有研究表明[4],感染后 IBS患者腸道黏膜存在免疫調節功能失調;但有關 IBS動物模型外周血中是否存在促炎及抗炎細胞因子表達失衡的研究較少。本研究通過檢測感染后腸功能紊亂大鼠外周血中細胞因子 IL-1β、IL-4表達,探討炎性因子和免疫調節在腸功能紊亂發病中的作用。

1 材料與方法

1.1 材料 雄性 Wistar大鼠 60只(180±20)g,購于湖北省武漢疾病控制中心。福氏志賀氏痢疾桿菌由安徽醫科大學微生物教研室提供。IL-1β、IL-4 ELISA試劑盒購自上海森雄科技實業有限公司。

1.2 方法

1.2.1 模型的建立及分組 將 60只大鼠隨機分為對照組和實驗組,每組均 30只。按照文獻[3]將實驗組應用濃度為 9×108CFU/m l的福氏志賀氏痢疾桿菌 1 m l灌胃,對照組給予 0.9%氯化鈉注射溶液1ml灌胃,分別于感染后第 1,4,7,10,13天處死隨機選取的實驗組和對照組大鼠各 2只,取距肛門5～6 cm處遠端結腸,用甲醛固定,常規石蠟包埋、切片、HE染色,顯微鏡觀察固有層有無中性粒細胞浸潤和間質水腫。

1.2.2 標本采集 于感染后第 23天,將兩組大鼠經水合氯醛麻醉后處死,抽取腹主動脈外周血約5ml,3 000 r/min離心 10 m in,分離血清后置-80℃冰箱保存備用。

1.2.3 Th1和 Th2型細胞因子檢測 采用 ELISA法分別測定血清中 Th1型細胞因子 IL-1β和 Th2型細胞因子 IL-4的含量。

1.3 統計學處理 采用 SPSS13.0統計軟件,結果用±s表示,數據分析采用兩組獨立樣本 t檢驗。

2 結果

2.1 遠端結腸組織學檢查 經組織學檢查,實驗組大鼠在腸道感染后第 1～10天遠端結腸出現固有層中性粒細胞浸潤和間質水腫,其中以第 4天較重,至第 13天組織學檢查恢復正常;對照組大鼠遠端結腸組織學檢查均正常。

2.2 外周血中細胞因子 IL-1β、IL-4含量 與對照組比較,實驗組大鼠外周血 Th1型細胞因子 IL-1β水平有升高趨勢,但差異無統計學意義(P＞0.05);Th2型細胞因子 IL-4水平較對照組顯著降低(P＜0.05);Th1/Th2的比值較對照組顯著升高(P＜0.05),見表 1。

表1 感染后腸功能紊亂大鼠外周血Th1、Th2細胞因子水平(±s)

表1 感染后腸功能紊亂大鼠外周血Th1、Th2細胞因子水平(±s)

注:與對照組比較,a P＞0.05,b P＜0.01

組別 鼠數 IL-1β(pg/ml) IL-4(pg/m l) Th1/Th2對照組 20 10.70±7.94 70.58±22.84 0.16±0.14實驗組 20 13.44±12.95a 42.77±17.97b 0.36±0.28b

3 討論

IBS屬于腸道功能紊亂性疾病,但其病因和發病機制尚不完全清楚[5,6]。關于感染與 IBS的關系,有研究認為[7],感染后 IBS患者腸道內存在多種炎癥細胞,如巨噬細胞、淋巴細胞和肥大細胞,這些炎癥細胞活化后釋放一系列炎癥介質作用于腸道神經末梢及內分泌運動感受器,并作為神經內分泌免疫網絡調控的中間介質,在 IBS發病機制中發揮重要作用。研究表明[8],IBS患者外周血和結腸組織存在 T淋巴細胞的激活,從而使免疫調節發生異常。張海燕等研究認為[9],不同分型的 IBS患者其病理生理學機制存在差異,腹瀉型 IBS患者外周血細胞因子產生了失衡,呈 Th1優勢反應。

本研究通過檢測感染后腸功能紊亂大鼠外周血Th1型細胞因子 IL-1β和 Th2型細胞因子 IL-4的水平來反應其免疫調節功能的變化。Th1型細胞因子IL-1β主要由受損組織單核細胞和肥大細胞釋放,可抑制水、鈉吸收產生腹瀉,還可使胃腸道膽堿能神經對乙酰膽堿和其他炎性介質的敏感性增高;具有誘導許多細胞產生其他淋巴因子、激活 T、B細胞的增殖與分化、誘導急性期反應、炎性反應等多種功能[10]。Th2型細胞因子 IL-4主要由 CD4+T淋巴細胞產生,其他 T細胞亞群、激活的肥大細胞等也能產生,對淋巴細胞、巨噬細胞的功能起調節作用,能下調某些炎癥介質如 TNF-α、IL-1等,介導 Th2免疫反應[11]。

本研究結果表明,感染后腸功能紊亂大鼠外周血 Th1型細胞因子 IL-1β水平較對照組有升高趨勢,但差異無統計學意義;Th2型細胞因子 IL-4水平較對照組顯著降低;Th1/Th2比值較對照組顯著升高,呈 Th1優勢反應。提示感染后腸功能紊亂大鼠外周血中存在免疫調節紊亂,由 Th1/Th2平衡向Th1免疫優勢漂移,由于 Th2型細胞因子的顯著降低,說明此免疫平衡的改變主要與 Th2型細胞因子分泌降低有關。有研究表明[12,13],Th1和 Th2型免疫反應在感染后腸功能紊亂的發生中起了很重要的作用,尤其以 Th2型免疫反應為主;由于免疫調節功能紊亂,使 Th1和 Th2型細胞因子之間的平衡發生改變,Th1型細胞因子IL-1β和Th2型細胞因子IL-4可以使腸道動力及感覺功能改變,使腸道功能發生紊亂。因此,一方面,由于 Th2型反應的顯著降低,一定程度上不能有效下調炎癥應答,使輕微的炎癥持續存在;另一方面,由于 Th1/Th2平衡失調向 Th1免疫優勢漂移,發生紊亂的 Th1型細胞因子 IL-1β和 Th2型細胞因子 IL-4可以作用于腸道,使其動力和感覺功能發生紊亂。

本研究通過檢測感染后腸功能紊亂大鼠外周血Th1/Th2是否失衡來探討感染后 IBS的免疫學發病機制,一方面,由于本實驗所造模型是大鼠感染后第16至 22天存在腸道功能紊亂,與人類慢性感染后IBS仍有相當大的差距;另一方面,單純的 Th1/Th2失衡并不能完全解釋感染后 IBS的免疫學發病機制,但可以幫助我們更深入的認識神經免疫內分泌網絡;因此,需要進一步研究感染后 IBS的免疫學發病機制,探討神經免疫內分泌網絡之間的內在聯系和整體變化,為臨床治療提供依據。

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