甲炎康泰對自身免疫性甲狀腺炎模型大鼠Th1/Th2細胞平衡偏移的影響＊

張程斐，侯毅，劉銅華，孫文，吳麗麗，秦靈靈

甲炎康泰對自身免疫性甲狀腺炎模型大鼠Th1/Th2細胞平衡偏移的影響＊

張程斐1，侯毅1，劉銅華2＊＊，孫文3，吳麗麗4，秦靈靈5

（1.北京中醫(yī)藥大學東方醫(yī)院北京100078；2.北京中醫(yī)藥大學研究生院北京100029；3.北京中醫(yī)藥大學教育部中醫(yī)養(yǎng)生學重點實驗室北京100029；4.北京中醫(yī)藥大學中醫(yī)養(yǎng)生學研究所北京100029；5.北京中醫(yī)藥大學科技處北京100029）

目的：探討甲炎康泰對自身免疫性甲狀腺炎（AIT）大鼠Th1/Th2細胞平衡偏移作用機制。方法：采用Lewis大鼠建立AIT大鼠40只，6周后隨機分為模型組、甲炎康泰低、中、高劑量組，每組10只，每天分別按去離子水、0.708、1.417、2.834 g·kg-1劑量連續(xù)灌胃8周。檢測血清TgAb、TPOAb；Th1、Th2細胞分布比例及Th1/ Th2比率；檢測血漿中IL-4、IL-5、IFN-γ、TNF-α和IL-1α含量；HE染色觀察甲狀腺組織的病理；免疫組織化學檢測甲狀腺IFN-γ、IL-4蛋白表達。結(jié)果：甲炎康泰高劑量組能夠下降A(chǔ)IT大鼠TPOAb、TGAb水平，降低甲狀腺炎發(fā)生率、Th1與Th2細胞分布比例以及Th1/Th2比率；降低血漿IFN-γ、TNF-α、IL-1α、IL-4、IL-5含量；降低甲狀腺IFN-γ、IL-4蛋白表達。結(jié)論：甲炎康泰具有降低AIT大鼠甲狀腺自身抗體的作用，可能與通過調(diào)節(jié)細胞因子水平和Th1/Th2細胞平衡偏移有關(guān)。

甲炎康泰自身免疫性甲狀腺炎大鼠Th1/Th2細胞平衡偏移

自身免疫性甲狀腺疾病（Autoimmune Thyroid Dis?ease，AITD）是由自身免疫功能紊亂，引起特異性甲狀腺自身抗體的產(chǎn)生和甲狀腺內(nèi)淋巴細胞的浸潤，以甲狀腺結(jié)構(gòu)破壞和功能減退為主要特征的器官特異性自身免疫疾病。在AITD發(fā)病的作用機制中，細胞因子發(fā)揮了非常重要的作用[1]。正常狀態(tài)下Th1與Th2型細胞所分泌的細胞因子保持動態(tài)平衡，若其中任何一個因子處于劣勢或優(yōu)勢狀態(tài)，此平衡將偏移而導致自身免疫性疾病的產(chǎn)生。研究顯示在AITD的發(fā)病機制中，Th1/Th2細胞平衡偏移顯現(xiàn)了十分關(guān)鍵的作用[2]。本研究將建立自身免疫性甲狀腺炎大鼠為模型，觀察中藥復方甲炎康泰對Th1/Th2細胞平衡偏移的作用機制。

1 實驗材料

1.1 主要儀器試藥

CM1900恒冷冰凍切片機（北京普瑞賽司儀器有限公司）；Thermo labsystem MK3酶標儀（美國Thermo公司）；Avantij-25I型低溫真空高速離心機（美國Beck?man公司）；M1600掃描儀（深圳清華紫光公司）；激光共聚焦顯微鏡（德國GmbH公司）；OLYMPUS BH-2光鏡（日本奧林巴斯公司）；PL202-S電子天平（瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司）；蒸汽消毒箱（上海申安器械廠）；FD53型高溫干燥箱（德國Binder公司）；BD FACS CantoTMⅡ流式細胞儀（美國BD公司）；其他手術(shù)相關(guān)器械。

碘化鈉溶液（瑪雅試劑有限公司產(chǎn)品，批號：MA?YA-CR-2831），豬甲狀腺球蛋白（美國Sigma公司，批號：018K7012V），弗氏不完全佐劑（美國Sigma公司，批號：SLBL9742V），弗氏完全佐劑（美國Sigma公司，批號：SLBM2184V），TPO-Ab Elisa kit（武漢華美生物工程有限公司，批號：C3968470338），TGAb Elisa kit（EX?PANDBIO，批號：201605）；二甲苯、無水乙醇（北京化工廠）；伊紅（美國Sigma公司），免疫組化一抗IFN-r（美國Sigma公司，批號：R02332）；免疫組化一抗IL-4（美國Sigma公司，批號：ab9811），Mayer'蘇木素染液（北京索萊寶科技有限公司，批號：20161213），羊血清工作液（北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司，批號：WK161525），檸檬酸（北京化工廠，批號：20130123），檸檬酸鈉（上海麥克林生化科技有限公司，批號：C10046927），DAB顯色試劑盒（北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司，批號：K162418A），超敏二步免疫組化檢測試劑（北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司，批號：K166616J），大鼠外周淋巴細胞分離液（北京索萊寶科技有限公司，批號：20151017），4%多聚甲醛溶液（北京索萊寶科技有限公司，批號：SL26171504），紅細胞裂解液（德國Miltenyi Biotec，批號：130-094-183），Antirat CD3 FITC（美國eBioscience公司，批號：11-0030-82），Rat IFN-GMA PE（批號：559499）、Rat IL-4 PE（批號：555082）及MS IgG1 KPA ITCL PE（批號：554680），均購自美國BD公司。Rat IFN-γ（批號：A311101）、TNF-α（批號：A311129）、IL-1α（批號：A311105）、IL-4（批號：A311121）及IL-5（批號：B311185）均購自北京曠博生物技術(shù)股份有限公司。

碘化鈉溶液：將64 mg碘化鈉溶于100 mL水溶液中，配制出含量為0.064%的溶液。現(xiàn)用現(xiàn)配，注意避光。乳化劑的配制：首先用PBS配制濃度為0.1%的豬甲狀腺球蛋白（Porcine Throglobulin，PTg），然后按等容積比例與弗氏完全佐劑（Complete Freund's Adjuvant，CFA）混合，研磨成乳劑。Tg終濃度為0.05%，即100 ug Tg/0.2 mL乳化劑。弗氏不完全佐劑（Incomplete Freund's Adjuvant，IFA）配制方法同CFA。

1.2 實驗藥物

甲炎康泰復方顆粒劑（購于北京中醫(yī)藥大學東方醫(yī)院）水溶液：柴胡、郁金、浙貝母、玄參、夏枯草、穿山龍、烏梅、山慈菇、黃芪顆粒劑，加入雙蒸水制備成100 mL水溶液，置4℃冰箱備用。甲炎康泰已申請專利（專利號：CN106421633A）。

1.3 實驗動物

SPF級Lewis大鼠50只，4周齡，體重80±10 g，雌性。購于北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司，許可證號：SYXK（京）2015-0015。

2 實驗方法

2.1 分組與造模

按文獻方法[3]制作AIT模型：隨機抽取10只大鼠為正常對照組，其余均造模。自實驗第1周起，造模鼠自由飲用0.064%NaI，非造模鼠自由飲用雙蒸水。第3周除非造模鼠外，各組造模鼠初次免疫：弗氏完全佐劑甲狀腺球蛋白乳劑在大鼠足墊、背部皮下、頸部皮下分別多點注射0.2 mL/只/次，共注射2次，中間間隔2天。加強免疫：第4-8周分別在大鼠足墊、背部皮下、頸部皮下分別多點注射0.2 mL/只/次。造模是否成功驗證方法：眶靜脈取血，酶聯(lián)免疫吸附法（Elisa）檢測外周血清中TPOAb、TGAb抗體水平。

2.2 給藥方法

造模成功后，各組給藥量參照人與動物之間體表面積比例（劑量換算用）表折算[4]，甲炎康泰低、中、高劑量組每天分別給予大鼠甲炎康泰顆粒劑0.708、1.417、2.834 g·kg-1灌胃，正常組與模型組大鼠予每天以同體積去離子水1 mL·100 g-1。連續(xù)給藥8周。

2.3 指標及檢測方法

2.3.1 流式樣本處理及實驗方法

流式細胞術(shù)檢測Th1細胞、Th2細胞的分布比例及Th1/Th2比率。治療結(jié)束后，1%戊巴比妥鈉麻醉，腹主動脈取血5 mL，置于肝素鈉采血管中，分離血漿待測，在采血管中加入紅細胞裂解液，渦旋孵育、洗滌、重懸細胞，調(diào)至每個樣本包含5×105單個核細胞/mL。

檢測Th1、Th2細胞時，每組細胞樣品中加入配好的刺激劑（含佛波酯、離子酶素、高爾基體阻斷劑、布雷菲德菌素A的1640培養(yǎng)液），37℃恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)刺激5 h，加入anti-rat CD3 FITC、anti-rat CD4 FITC進行細胞表面染色，破膜固定后加入Rat IFN-GMA PE、Rat IL-4 PE或同型對照MS IgG1 KPA ITCL PE進行胞內(nèi)染色，37℃孵育30 min。利用流式細胞儀進行檢測。

2.3.2 Th1、Th2細胞相關(guān)細胞因子的檢測

采用流式高通量多因子檢測技術(shù)檢測血漿中Th1和Th2細胞相關(guān)細胞因子表達。參考Fan[5]報道的方法，運用Aimplex大鼠單因子檢測試劑盒Rat IFN-γ、TNF-α、IL-1α、IL-4及IL-5均購自北京曠博生物技術(shù)股份有限公司檢測血漿中Th1和Th2細胞相關(guān)細胞因子表達情況，用流式細胞儀進行檢測。

2.3.3 大鼠甲狀腺病理觀察

使用半定量形態(tài)學分析大鼠發(fā)生AIT的陽性率。采用奧林巴斯DP2-BSW顯微照相系統(tǒng)，400倍光鏡下每張HE染色切片隨機照取5個視野，應用Image-Pro Plus 6.0軟件測量整個截面與截面內(nèi)炎細胞的面積。自身免疫性甲狀腺炎的病理診斷標準:甲狀腺組織內(nèi)炎細胞與整個組織的面積比值＞2%[6]即為陽性，之后計算各組大鼠發(fā)生AIT的陽性率。

2.3.4 免疫組織化學分析

染色強度分析：每例切片隨機取10個視野，400倍光鏡下采集圖像。運用Image-Pro Plus 6.0，Media Cy?bernetics系統(tǒng)進行吸光度檢測，分別分析IL-4、IFN-γ的積分光密度（IOD）平均值，進行統(tǒng)計學處理。

2.4 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件處理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差（xˉ±s）表示，組間比較采用方差分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

3 結(jié)果

3.1 外周血中TPOAb、TGAb濃度測定

由表1可知：與正常組比較，模型組大鼠TPOAb、TGAb濃度顯著升高（P＜0.01）；與模型組比較，甲炎康泰高劑量組大鼠TPOAb明顯下降（P＜0.05）。與模型組比較，甲炎康泰高劑量組大鼠TGAb顯著下降（P＜0.01）。

3.2 各組大鼠甲狀腺組織的病理變化

正常組可見大量完整甲狀腺濾泡，大小適中，腔內(nèi)紅色膠質(zhì)充盈均勻，濾泡上皮細胞完整；模型組間質(zhì)和濾泡壁呈炎性細胞浸潤，大量濾泡腔變小以及被破壞，腔內(nèi)膠質(zhì)不均或減少，濾胞壁變薄、破壞；治療組間質(zhì)內(nèi)淋巴細胞浸潤較模型組明顯減少，濾泡上皮細胞較為完整，膠質(zhì)含量略減少，但較模型組輕微，濾泡結(jié)構(gòu)完整。高劑量組略好于中、低劑量組（圖1）。

表1 各組大鼠血清中TPOAb、TGAb含量比較（xˉ±s,n=10）

正常組、模型組、甲炎康泰低、中、高劑量組大鼠自身免疫性甲狀腺炎的發(fā)生率分別為0，100%，20%，20%，10%。與正常組比較，模型組甲狀腺炎的發(fā)生率明顯升高（P＜0.01）；與模型組比較，治療組甲狀腺炎的發(fā)生率明顯降低（P＜0.01），但三組間比較無統(tǒng)計學差異（表2）。

3.3 Th1細胞、Th2細胞的分布比例及Th1/Th2比率變化

由表3可知，與正常組比較，模型組Th1和Th2細胞分布比例以及Th1/Th2比率顯著上升（P＜0.01）；與模型組比較，甲炎康泰高劑量組Th1細胞分布比例顯著降低（P＜0.01），甲炎康泰高劑量組Th2細胞分布比例降低（P＜0.05），甲炎康泰高劑量組Th1/Th2比率降低（P＜0.05）。

圖1 大鼠甲狀腺石蠟切片HE染色光鏡觀察結(jié)果（×200）

表2 各組大鼠甲狀腺炎發(fā)生率情況（xˉ±s,n=10）

表3 各組大鼠外周血中Th1和Th2細胞的分布比例變化的比較（xˉ±s,n=4）

3.4 Th1、Th2細胞相關(guān)細胞因子的表達情況

由表4可知，與正常組比較，模型組IFN-γ、TNF-α、IL-1α均顯著升高（P＜0.01）；與模型組比較，甲炎康泰高劑量組IFN-γ降低且有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；與模型組比較，甲炎康泰低、高劑量組TNF-α降低且有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；與模型組比較，甲炎康泰低、高劑量組IL-1α降低且有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），高劑量組IL-1α極顯著降低（P＜0.01）。

由表5可知，與正常組比較，模型組IL-4顯著升高（P＜0.05），IL-5極顯著升高（P＜0.01）；與模型組比較，甲炎康泰低、中、高劑量組IL-4顯著降低（P＜0.05）；與模型組比較，甲炎康泰低劑量組IL-5顯著降低（P＜0.05），高劑量組IL-5極顯著降低（P＜0.01）。

圖2 各組大鼠外周血中Th1、Th2細胞分布比例及Th1/Th2比率變化的比較

3.5 各組大鼠甲狀腺IFN-γ、IL-4蛋白表達變化

鏡下可見甲狀腺組織IFN-γ免疫陽性物呈棕色位于甲狀腺上皮細胞核中，提示IFN-γ蛋白表達在甲狀腺上皮細胞核中，見圖3和表6；IL-4免疫陽性物呈棕色位于甲狀腺濾泡質(zhì)中，提示IL-4蛋白表達在甲狀腺濾泡質(zhì)中，見圖4和表7。比較各組平均光密度值，正

常組大鼠甲狀腺組織內(nèi)有較少IFN-γ、IL-4蛋白表達，模型組大鼠IFN-γ、IL-4蛋白表達均呈現(xiàn)陽性。與模型組比較，甲炎康泰低、中、高劑量組IFN-γ、IL-4蛋白表達顯著減少（P＜0.01）。

表4 甲炎康泰對大鼠血清中Th1相關(guān)細胞因子表達的影響（xˉ±s,n=4）

表5 甲炎康泰對大鼠血清中Th2相關(guān)細胞因子表達的影響（xˉ±s,n=4）

圖3 各組大鼠甲狀腺組織IFN-γ染色（×400）

圖4 各組大鼠甲狀腺組織IL-4染色（×400）

4 討論

AITD以特異性甲狀腺自身抗體的產(chǎn)生和甲狀腺組織內(nèi)炎性細胞浸潤為主要特征。近年其發(fā)病率持續(xù)增長，約占世界人口12%，女性患病率是男性10倍多，尤其絕經(jīng)后婦女更頻繁[7]。西醫(yī)目前無特異性治療藥物及方法。AITD可歸屬于中醫(yī)“癭病”的范疇，病機在于氣滯、血瘀、痰凝。甲炎康泰是多年臨床治療自身免疫性甲狀腺疾病的經(jīng)驗方，具有疏肝化瘀、軟堅散結(jié)之功效。前期研究療效結(jié)果顯示經(jīng)甲炎康泰治療6個月后，TgAb與TPOAb總有效率分別為97.22%、94.44%[8]，其治療AITD的臨床療效確切。本研究進一步對其作用機制進行探討，病理結(jié)果顯示，與模型組比較，甲炎康泰治療組甲狀腺炎的發(fā)生率顯著降低（P＜0.01），主要表現(xiàn)為淋巴細胞浸潤程度的降低。甲狀腺自身抗體檢測結(jié)果顯示，甲炎康泰低、中、高劑量組大鼠TGAb、TPOAb表達水平均下降，高劑量組TPOAb濃度下降有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），TGAb顯著下降（P＜0.01）。提示甲炎康泰具有減輕特異性甲狀腺自身抗體的產(chǎn)生以及降低甲狀腺內(nèi)淋巴細胞浸潤的作用。

甲狀腺組織內(nèi)Ts細胞數(shù)量下降或功能減退，減弱了對B淋巴細胞和Th細胞的抑制作用。B淋巴細胞在輔助性T細胞（Th細胞）的作用下增生并大量分泌抗甲狀腺自身抗體，從而導致AITD的發(fā)生。因此，Th細胞活化及Th1/Th2細胞平衡偏移是本疾病一條核心的共同通路[9]。因分泌細胞因子的功能差異，Th細胞可分為Th1和Th2兩個細胞亞群，Th1型細胞主要產(chǎn)生TNF-α，IFN-γ和IL-1α等細胞因子，介導細胞免疫；Th2細胞可分泌IL-4、IL-5等細胞因子，介導I型超敏反應與體液免疫[10]。正常狀態(tài)下Th1與Th2型細胞所分泌的細胞因子保持動態(tài)平衡，若其中任何一個因子處于劣勢或優(yōu)勢狀態(tài)，此平衡將偏移而導致自身免疫性疾病的產(chǎn)生。因此在AITD的發(fā)病機制中，Th1/Th2細胞平衡偏移顯現(xiàn)了十分關(guān)鍵的作用。故本實驗采用流式細胞術(shù)檢測大鼠外周血中Th1和Th2細胞的分布比例變化，研究顯示，模型組小鼠Th1和Th2細胞比例高于正常組小鼠Thl和Th2細胞比例，說明細胞免疫和體液免疫共同參與了AITD的發(fā)病[11，12]。且模型組Th1/Th2比率（較正常組Th1/Th2比率而言，提示AITD的發(fā)生與Th細胞活化向Th1細胞偏移有關(guān)。甲炎康泰低、中、高劑量組均能降低Th1、Th2與Th1/Th2比例，且高劑量組療效顯著。

表6 各組大鼠甲狀腺IFN-γ蛋白表達（xˉ±s,n=10）

表7 各組大鼠甲狀腺IL-4蛋白表達（xˉ±s,n=10）

TNF-α、IFN-γ、IL-1α和IL-4、IL-5分別是Th1和Th2型細胞因子的代表，在功能上互相拮抗保持平衡，常作為Thl/Th2型細胞因子動態(tài)平衡的指標。TNF-α可加強異常免疫反應，引起甲狀腺組織內(nèi)的炎性破壞[13]；IFN-γ可促進B細胞與T細胞分化，增強NK細胞殺傷活性，激活單核巨噬細胞，且注射IFN-γ于EAT高易感品系小鼠甲狀腺中可誘導EAT[14]；IL-1α是重要的致炎細胞因子，幾乎影響各種類型的細胞[15,16]。甲炎康泰治療組與模型組相比較TNF-α、IFN-γ、IL-1α水平均明顯下降，高劑量組最為顯著。提示甲炎康泰具有抑制Th1型細胞因子和減緩Th細胞活化向Th1細胞偏移作用。IL-4可通過抑低Th1型細胞產(chǎn)生的細胞因子，而降低Th1型細胞異常應答所引起的組織損傷[17]；IL-5可引起B(yǎng)淋巴細胞的增殖、分化和成熟，加快甲狀腺自身抗體的大量分泌，激發(fā)了甲狀腺濾泡細胞的生長及其功能的提高，導致甲狀腺功能亢進癥。本研究顯示模型組和治療組IL-5均高于對照組，與Gopalakrishnan S等研究結(jié)果一致[18]。對比模型組，甲炎康泰低、中、高劑量組IL-4、IL-5水平均明顯下降，提示甲炎康泰有促使Th2型細胞因子回歸正常趨勢的作用，可防止Th2型細胞因子因拮抗Th1型細胞因子而過亢。

綜上所述，由此推測甲炎康泰治療自身免疫性甲狀腺疾病，可能與顯著降低細胞因子水平、調(diào)節(jié)Th1/ Th2細胞平衡偏移有關(guān)。甲炎康泰治療作用的具體細胞因子作用機制有待于進一步研究。

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Effect of Jia-Yan-Kang-Tai on Th1/Th2 Immune Cell Imbalance in Rats withAutoimmune Thyroiditis

Zhang Chengfei1,Hou Yi1,Liu Tonghua2,Sun Wen3,Wu Lili4,Qin Lingling5
(1.Dongfang Hospital of Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100078,China; 2.Graduate School,Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100029,China; 3.Key Laboratory on Traditional Chinese Medicine Health Cultivation of the Ministry of Education,Beijing 100029,China; 4.Institute of Health Cultivation,Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100029,China; 5.Department of Science and Technology,Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100029,China)

This study was aimed to explore the mechanism of Jia-Yan-Kang-Tai(JYKT)on Th1/Th2 immune cell imbalance in rats with autoimmune thyroiditis(AIT).A total of 40 Lewis rats were made into AIT rat model.Six week later,AIT rats were randomly divided into the model group,low-dose,middle-dose and high-dose JYKT group,with 10 rats in each group.Intragastric administration of deionized water,0.708 g·kg-1,1.417 g·kg-1and 2.834 g·kg-1JYKT was given to rats in each group,respectively for 8 consecutive weeks.Serum TgAb and TPOAb were detected.The ratio ofTh1 cell,Th2 cell and Th1/Th2 was measured.Contents of IL-4,IL-5,IFN-γ,TNF-α and IL-1α in plasma were detected.The pathology of thyroid tissues was observed by HE dyeing.The protein expressions of IFN-γ and IL-4 in thyroid tissues were observed under immunohistochemical staining.The results showed that high-dose JYKT group can reduce the level of TPOAb and TGAb,the incidence of thyroiditis,the ratio of Th1 cell,Th2 cell and Th1/Th2;decrease contents of IFN-γ,TNF-α,IL-1α,IL-4 and IL-5 in plasma;reduce the protein expression of IFN-γ and IL-4 in thyroid tissues.It was concluded that JYKT was able to suppress thyroid autoantibodies of AIT rats,which may be related to the regulation of cytokine level and Th1/Th2 immune cell imbalance.

Jia-Yan-Kang-Tai,autoimmune thyroiditis,rat,Th1/Th2 immune cell imbalance

10.11842/wst.2017.05.009

R96

A

（責任編輯：陳寧，責任譯審：王晶）

2017-05-10

修回日期：2017-05-20

＊科學技術(shù)部國家國際科技合作專項項目（2015DFA30910）：中藥干預橋本氏甲狀腺炎活性篩選技術(shù)與組方優(yōu)化研究，負責人：劉銅華。

＊＊通訊作者：劉銅華，本刊編委，教授，博士生導師，主要研究方向：中醫(yī)藥防治糖尿病及并發(fā)癥臨床及作用機制研究。