地塞米松對哮喘大鼠中性粒細胞模式識別受體基因表達的影響

王雯君+林曦+童夏生+王恩智+葉輝+葉樂平

[摘要] 目的 探討核苷酸結合寡聚域（NOD）樣受體在哮喘發(fā)病機制中的作用。 方法 采用哮喘大鼠模型分離提純血中性粒細胞（PMN），實時熒光定量PCR法檢測PMN NOD2和NALP1 mRNA的表達。 結果 哮喘組NOD2 mRNA的表達量（3.11±0.82）顯著高于對照組（P<0.01），地塞米松組NOD2 mRNA的表達量（1.30±0.28）顯著低于哮喘組（P<0.01）。哮喘組NALP1 mRNA的表達量（0.51±0.21）顯著低于對照組（P<0.01），地塞米松組NALP1 mRNA的表達量（0.91±0.26）顯著高于哮喘組（P<0.05）。血PMN NOD2和NALP1 mRNA 的表達水平呈顯著負相關性（n=24，r=-0.74，P<0.01）。 結論 哮喘大鼠血PMN NOD2 mRNA的表達升高，NALP1 mRNA的表達則相反，地塞米松具有調節(jié)模式識別受體的作用。

[關鍵詞] 哮喘；模式識別受體；NOD樣受體；地塞米松；發(fā)病機制

[中圖分類號] R562.25 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2016）28-0039-03

哮喘的發(fā)病機制十分復雜，涉及多種炎癥細胞和炎癥因子[1]，嗜酸性粒細胞被認為是最主要的炎癥細胞之一[2]。中性粒細胞（polymorphonuclear，PMN）也是眾多炎癥細胞中的一種，尤其在非嗜酸性粒細胞表型的哮喘、糖皮質激素治療不敏感和重度哮喘中PMN所起的作用越來越被人們所重視[3，4]。在哮喘急性期，PMN被激活，它能分泌多種炎癥因子和蛋白酶類參與哮喘的炎癥機制[3，4]，但其參與哮喘炎癥的機制至今尚未完全清楚。模式識別受體是一類介導天然免疫和繼發(fā)性免疫的識別受體，目前認為模式識別受體與哮喘的炎癥機制密切相關[5]。核苷酸結合寡聚域（nucleotide-binding oligomerization domain，NOD）2和NALP（NACHT、LRR和PYD domains-containing protein，NALP）均屬于NOD樣受體家族成員，為細胞內(nèi)模式識別受體，參與細胞內(nèi)信號傳導，與機體的抗感染、腫瘤、關節(jié)炎和炎癥性腸病等多種疾病的發(fā)病機制有關[6，7]。但NOD樣受體家族在哮喘炎癥機制中的作用如何目前知之甚少。本研究通過觀察哮喘大鼠PMN NOD2和NALP1的表達，探討哮喘的發(fā)病機制，為哮喘的防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 一般材料

清潔級健康雄性SD大鼠24只，4～5周齡，平均128 g，由杭州師范大學動物實驗中心提供，實驗動物合格證號：SCXK（浙）20140001。

1.2 主要試劑

Ⅴ級雞卵白蛋白（ovalbumin，OVA）和Histopaque 1119及1083分離液均購自美國Sigma公司。

1.3 分組及模型制備

大鼠飼養(yǎng)于杭州師范大學動物實驗中心，自由進食和飲水，溫度20℃，濕度50%。共24只，隨機平均分為三組，命名為哮喘組、對照組、地塞米松組。采用OVA致敏的方法復制哮喘模型[8]。具體方法為：第1天和第8天腹腔注射OVA/氫氧化鋁混合液2 mL（含OVA 1 mg和氫氧化鋁100 mg）致敏，各1次。第15天開始每天向大鼠噴霧（空氣壓縮霧化器：德國百瑞公司生產(chǎn)）1% OVA 30 min，連續(xù)激發(fā)14 d。地塞米松組在OVA霧化激發(fā)開始前一天至霧化結束止，每日1次給予腹腔注射地塞米松1 mg/只，共15 d。哮喘大鼠主要癥狀為搔癢、抓鼻、躁動、喘鳴、呼吸加快、腹肌抽搐、毛發(fā)逐漸變黃及無光澤等。

1.4 血PMN分離提純和肺組織標本的制備

末次激發(fā)24 h后，水合氯醛腹腔注射麻醉，心臟抽血4 mL，采用Histopaque分離液行密度梯度離心，分離提純血PMN[9]，0.1M PBS洗滌，臺盼藍查細胞活力，瑞氏染色查PMN純度為90%。取左肺門組織，多聚甲醛固定、切片、HE染色，光鏡下觀察肺組織病理改變。

1.5 Rt-PCR法檢測血PMN NOD2和NALP1 mRNA的表達

采用Trizol-離心柱法提取總RNA，然后轉錄成cDNA。測定RNA的反應體系（購自上海捷瑞生物工程有限公司）共20 μL，25℃干浴5 min、42℃干浴60 min、70℃干浴5 min終止反應，-80℃保存cDNA。20 μL反應液為：特異性PCR引物各0.3 μL、cDNA模板2 μL、滅菌超純水7.4 μL、SYBR 10 μL。95℃15 min、95℃ 10 s、60℃ 20 s、72°C 20 s（39循環(huán)），增量0.5°C 10 s。基因序列見表1，結果分析采用比較CT值法：△△CT=（CTNOD2/NALP1-CTβ-actin）實驗組-（CTNOD2/NALP1-CTβ-actin）對照組，基因相對表達量（RQ）采用2-△△CT方法計算。

1.6 統(tǒng)計學方法

采用SPSS16.0統(tǒng)計學軟件，計量資料以均數(shù)±標準差（x±s）表示，Homogeneity of Variances行方差齊性分析，多組間比較采用秩和檢驗，兩變量相關分析采用直線相關分析法，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 肺組織病理變化

HE染色顯示：哮喘組見黏液腺增生，支氣管腔見較多黏液分泌物，部分管腔有黏液栓，支氣管上皮細胞增生，較多炎性細胞浸潤，支氣管腔旁見聚集的淋巴細胞。對照組肺組織細胞清晰，結構完整，炎癥細胞和支氣管腔內(nèi)分泌物少。地塞米松組肺組織炎癥細胞和炎癥分泌物較哮喘組減少（封三圖1）。

2.2 血PMN NOD2和NALP1 mRNA的表達

抽提物總RNA的A260/A280比值在1.8～2.0之間，目的基因NOD2、NALP1及內(nèi)參基因β-actin的溶解曲線均為單一峰，基因擴增曲線呈標準S型，溶解溫度依次為90.5℃、79℃、87℃。NOD2和NALP1 mRNA的表達量均方差不齊，采用秩和檢驗。

哮喘組NOD2 mRNA的表達量顯著高于對照組（P<0.01），地塞米松組NOD2 mRNA的表達量顯著低于哮喘組（P<0.01）。哮喘組NALP1 mRNA的表達量顯著低于對照組（P<0.01），地塞米松組NALP1 mRNA的表達量顯著高于哮喘組（P<0.05）（表2）。

2.3 相關性分析

血PMN NOD2和NALP1 mRNA 的表達水平呈顯著直線負相關（n=24，r=-0.74，P<0.01）。

3 討論

先天免疫系統(tǒng)是機體的第一道防線，通過模式識別受體對病原體作出快速應答。人類的模式識別受體主要有兩類：一類是膜結合受體，如Toll樣受體；另一類是細胞內(nèi)的模式識別受體，包括NOD樣受體和具有螺旋酶結構域的抗病毒蛋白受體[10]。目前的研究表明，Toll樣受體與哮喘的發(fā)病機制密切相關，重度哮喘患者支氣管平滑肌TLR5和TLR7的表達下降[11]，哮喘患者血調節(jié)性T淋巴細胞TLR2和TLR4的表達也下降[12]。NOD樣受體家族是細胞內(nèi)的模式識別受體，包含NOD2和NALP1，NOD1和NOD2是NOD樣受體家族最具有代表性的亞型，NOD樣受體與多種肺部急、慢性炎癥性疾病有關，如肺炎、慢性阻塞性肺疾病、肺損傷、肺塵病、哮喘等[13，14]。

本研究提示，大鼠哮喘各組血PMN均有NOD2和NALP1 mRNA的表達，證實了模式識別受體可在血PMN細胞中表達，PMN可能通過表達模式識別受體在機體中起到一定的病理或生理作用。同時本研究發(fā)現(xiàn)，不同的模式識別受體所表達的水平不同，NOD2 mRNA的表達量顯著高于對照組，而NALP1 mRNA的表達則相反，表明它們所起的作用可能也不同。通過相關分析發(fā)現(xiàn)，NOD2和NALP1 mRNA的表達呈顯著負相關，提示不同類型的模式識別受體之間的表達具有一定的內(nèi)在聯(lián)系，共同參與機體的免疫過程。本文推測，在OVA誘發(fā)的哮喘模型中，由于PMN的NOD2 mRNA的表達過多及NALP1 mRNA的表達不足共同涉及了哮喘的炎癥機制。國內(nèi)相似的研究也發(fā)現(xiàn)，哮喘大鼠肺組織和哮喘患者的趨化因子CCR3陽性的粒細胞中NOD2蛋白的表達均下降[15，16]。這與本研究結果有區(qū)別，可能NOD2在不同的組織中表達不同，也可能是NOD2的蛋白與基因之間表達不一致。

目前認為，以NOD樣受體為治療靶點，選擇性地抑制其表達可能有利于治療多種急慢性疾病[17]。糖皮質激素是治療哮喘的最有效的藥物，具有抑制炎癥因子釋放的作用，在臨床上廣泛使用[18-20]。本研究結果發(fā)現(xiàn)，地塞米松組血PMN NOD2 mRNA的表達水平低于哮喘組，且NALP1 mRNA的表達量高于哮喘組，提示地塞米松具有下調NOD2 mRNA的表達和上調NALP1 mRNA的表達，從而起到減輕哮喘炎癥的作用。

綜上，哮喘大鼠血PMN NOD2 mRNA的表達升高，NALP1 mRNA的表達則相反，地塞米松具有調節(jié)模式識別受體的作用。

[參考文獻]

[1] Zissler UM，Esser-von Bieren J，Jakwerth CA，et al. Current and future biomarkers in allergic asthma[J]. Allergy，2016，71（4）：475-494.

[2] Kupry■-Lipińska I，Molińska K，Kuna P. The effect of omalizumab on eosinophilic inflammation of the respiratory tract in patients with allergic asthma[J]. Pneumonol Alergol Pol，2016，84（4）：232-243.

[3] Hodge S，Hodge G，Simpson JL，et al. Blood cytotoxic/inflammatory mediators in non-eosinophilic asthma[J]. Clin Exp Allergy，2016，46（1）：60-70.

[4] Bruijnzeel PL，Uddin M，Koenderman L. Targeting neutrophilic inflammation in severe neutrophilic asthma：Can we target the disease-relevant neutrophil phenotype？[J]. J Leukoc Biol，2015，98（4）：549-556.

[5] Hosoki K，Itazawa T，Boldogh I，et al. Neutrophil recruitment by allergens contribute to allergic sensitization and allergic inflammation[J]. Curr Opin Allergy Clin Immunol，2016，16（1）：45-50.

[6] Fernández-Delgado L，Vega-Rioja A，Ventura I，et al. Allergens induce the release of lactoferrin by neutrophils from asthmatic patients[J]. PLoS One，2015，10（10）：e0141278.

[7] Minnicozzi M，Sawyer RT，F(xiàn)enton MJ. Innate immunity in allergic disease[J]. Mmunol Rev，2011，242（1）：106-127.

[8] Caruso R，Warner N，Inohara N，et al. NOD1 and NOD2：Signaling，host defense，and inflammatory disease[J]. Immunity，2014，41（6）：898-908.

[9] Takakubo Y，Barreto G，Konttinen YT，et al. Role of innate immune sensors，TLRs，and NALP3 in rheumatoid arthritis and osteoarthritis[J]. J Long Term Eff Med Implants，2014，24（4）：243-251.

[10] 顏文輝，蔣珍鳳，童夏生，等. 14-3-3蛋白在哮喘大鼠肺組織中的表達及意義[J]. 中國基層醫(yī)藥，2015，22（23）：3561-3563.

[11] 葉輝，應小明，馬江林，等. iNOS、TGF-β1 在哮喘大鼠中性粒細胞中的表達及其意義[J]. 溫州醫(yī)科大學學報，2014，44（5）：357-359.

[12] 于莉莉. 模式識別受體與自噬[J]. 新鄉(xiāng)醫(yī)學院學報，2016， 33（4）：249-253.

[13] Shikhagaie MM，Andersson CK，Mori M，et al. Mapping of TLR5 and TLR7 in central and distal human airways and identification of reduced TLR expression in severe asthma[J].Clin Exp Allergy，2014，44（2）：184-196.

[14] Pace E，Di Sano C，F(xiàn)erraro M，et al. Budesonide increases TLR4 and TLR2 expression in Treg lymphocytes of allergic asthmatics[J]. Pulm Pharmacol Ther，2015，32（7）：93-100.

[15] Chaput C，Sander LE，Suttorp N，et al. NOD-Like receptors in lung diseases[J]. Front Immunol，2013，21（4）：393.

[16] Hommes TJ，Van Lieshout MH，Van't Veer C，et al. Role of nucleotide-binding oligomerization domain-containing（NOD）2 in host defense during pneumococcal pneumonia[J]. PLoS One，2015，10（12）：e0145138.

[17] 張志剛，葉斌，童夏生，等. NOD2 和Toll 樣受體1在哮喘大鼠中的表達及布地奈德對其的影響[J]. 中國臨床藥理學與治療學，2011，16（6）：637-642.

[18] Wong CK，Leung TF，Chu IM，et al. Aberrant expression of regulatory cytokine IL-35 and pattern recognition receptor NOD2 in patients with allergic asthma[J]. Inflammation，2015，38（1）：348-360.

[19] Jakopin ■. Nucleotide-binding oligomerization domain（NOD）inhibitors：A rational approach toward inhibition of NOD signaling pathway[J]. J Med Chem，2014，57（16）：6897-6918.

[20] 陳可彬，宋蒙蒙. 孟魯司特聯(lián)合布地奈德治療兒童哮喘的療效及對IL-4、TL-8、TNF-α的影響[J]. 中國現(xiàn)代醫(yī)生，2016，54（3）：44-46.

（收稿日期：2016-07-05）