狗慢性膝关节炎症期滑膜组织中细胞因子的表达

             作者：刘虎，蒋京京，田谋利，宋哲明，袁红斌

【摘要】  　　目的 研究狗慢性膝关节炎症期滑膜组织中各种细胞因子（TNF?α，IL?1β，IL?6，IL?10）表达水平。方法 Beagle狗17条，分为正常组（n＝8）和慢性非感染性炎症组（n＝9）。分别取其膝关节滑膜组织，采用ELISA方法检测滑膜组织中各种细胞因子的表达水平。结果 与正常组相比，慢性非感染性炎症组滑膜组织内IL?1β、IL?6浓度显著增高（P< 0.05），TNF?α、IL?10浓度无明显变化（P> 0.05）。结论 慢性非感染性炎症期，狗膝关节滑膜组织中IL?1β、IL?6表达显著增加。

【关键词】  Beagle犬 炎症 膝关节 肿瘤坏死因子 白细胞介素

　　Abstract： Objective  To examine the changes in some cytokines (TNF?α, IL?1β, IL?6, IL?10) in chronic inflamed knee joint synovium tissue of dogs. Methods  Knee joint synovium tissue was taken from nine Beagle dogs with chronic knee arthritis and eight dogs with normal knee joints. Cytokines were detected using ELISA. Results  The expression of IL?1β and IL?6 in the chronic inflamed group was significantly higher than that in the normal group (P<0.05). Conclusion  Chronic inflammation enhances the expression of IL?1β and IL?6 in knee joint synovium tissue of dogs.

　　Key  words： Beagle dog; inflammation; knee joint; tumor necrosis factor; interleukin

　　细胞因子是一类分泌型糖蛋白，由淋巴细胞、单核巨噬细胞、成纤维细胞等产生，它能活化淋巴细胞，调节淋巴细胞及其他细胞的生长和分化，增强免疫应答及炎症细胞的代谢和功能。但它也有致病作用，例如内毒素性休克、介导自身免疫疾病。炎症状态下细胞因子之间的相互调节和相互制约形成了复杂的细胞因子，介导炎症反应的和转归。本研究测定狗膝关节慢性炎症期滑膜组织中细胞因子TNF?α、IL?1β、IL?6、IL?10的表达水平，探讨它们在外周局部慢性炎症时期的可能作用。

　　1  材料与方法

　　1.1  动物与分组  Beagle狗17条，随机分为慢性非感染性炎症组（n＝9）和对照组（n＝8）。

　　1.2  主要试剂和仪器  Ⅰ型胶原酶（用生理盐水配成浓度为2%），ELISA试剂盒（含酶标板，二抗，Biotin，HRP， TMB，终止液等。购自美国R&B公司），酶标仪。

　　1．3  方法与步骤  慢性非感染性炎症组双侧后肢膝关节腔内注射2%的I型胶原酶0.8 ml，72 h 后取双侧后肢膝关节腔内滑膜组织。对照组也取双侧后肢膝关节滑膜组织。离体后迅速将滑膜组织标本置液氮中保存。采用双抗体夹心ELISA方法测定组织标本中各种细胞因子浓度[1]。提前15 min 配制工作液。加入100 μl 标准品、100 μl 标本于相应反应孔中，混匀，37 ℃ 温育90 min，洗涤液反复洗涤5次。每孔加入100 μl 1× Biotin，混匀，37 ℃ 温育60 min，洗涤液反复洗涤5次。每孔加入100 μl 1×HRP，混匀，37 ℃ 温育30 min，洗涤液反复洗涤5次。每孔加入100 μl TMB显色液，混匀，37 ℃ 暗处温育(15±10)min。每孔加入100 μl 终止液，混匀，30 min 内在450 nm 处读OD值。以OD值为纵坐标，以标准品浓度为横坐标，绘制标准曲线。根据样品的OD值可在标准曲线上查出其浓度。

　　1．4  统计学方法  计量资料均以均数±标准差( x±s)表示。采用SPSS11.0统计软件行非配对t检验 ，P<0.05表示差异有统计学意义。

　　2  结果
    
　　与正常滑膜组织相比，慢性非感染性炎症组滑膜组织内IL?1β、IL?6浓度显著增高，P< 0.05； TNF?α、IL?10浓度无明显变化，P>0.05。详见表1。
    
　　表1  两组滑膜组织中细胞因子浓度比较（略）

　　与对照组比较，①P<0.05；②P>0.05

　　3  讨论
    
　　众所周知，炎症反应时多种炎症因子发挥了重要作用。既往许多实验，对全身或局部炎症状态下的相关炎症因子进行了研究，而未见有对于狗慢性膝关节炎症的报道。本实验侧重于研究狗慢性膝关节炎症时期，与炎症反应密切相关的几种重要细胞因子，包括TNF?α，IL?1β，IL?6和IL?10的变化[2]。
    
　　本实验发现，在狗慢性膝关节炎症期间，与正常滑膜组织相比，炎症滑膜组织内IL?1β、IL?6浓度显著增高（P< 0.05）， 而TNF?α、IL?10浓度无明显变化。
    
　　既往许多实验已经证实：TNF?α，IL?1β，IL?6是促进炎症反应的重要细胞因子[3～4]，而IL?10是公认的炎症抑制因子[5～6]。IL?1可由多种细胞合成和分泌。单核细胞、巨噬细胞等在摄取抗原抗体复合物或在抗原提呈过程中可产生IL?1，成为炎症发动因子之一[7]。IL?1分为IL?1α、IL?1β，大多数刺激剂刺激条件下，IL?1β mRNA水平要高于IL?1α mRNA 20～25倍。IL?6可由淋巴样和非淋巴样细胞产生，IL?1、TNF对IL?6的产生具有正调节作用。IL?6是炎症起始阶段的一个重要致炎因子，它通过诱导多种细胞合成和分泌多种急性期蛋白，促进B细胞增殖、分化及产生免疫球蛋白，促进T细胞增殖、分化，在炎症反应中扮演着十分重要的角色。近些年来，越来越多的研究表明，IL?6通过增强中性粒细胞的功能和延长中性粒细胞功能性的生命期限而发挥其炎症促进作用[8]。TNF?α是一种单核因子，主要由单核细胞和巨噬细胞产生。能够促进中性粒细胞黏附到内皮细胞上，从而刺激机体局部炎症反应[9]。TNF?α在炎症时升高，与IL?6协同，促进炎症反应。作用与组织中的含量有关。低水平的TNF?α在组织修复、炎症应答中起作用，对机体有利。TNF?α若产生过多，或与其他细胞因子关系失调，又会引起炎症损害。过度升高的TNF?α和IL?6可诱发全身性炎症反应性综合征。IL?10由某些活化单核细胞、外周血T细胞、某些CD4＋T细胞克隆产生。可抑制TNF等多种细胞因子合成[10]。机制可能是IL?10作用于抗原提呈细胞，降低其MHC II类抗原的表达，或诱导抗原提呈细胞产生另一种细胞因子，改变细胞内信号的传递途径，从而选择性抑制某些细胞因子mRNA转录。IL?10通过促进单核细胞表达IL?1ra而可能成为抗炎症的手段[11]。

    
　　本研究中，狗慢性膝关节炎症期间，TNF?α，IL?1β，IL?6和IL?10作为炎症反应中的重要细胞因子，在炎症反应时变化水平不同。滑膜组织内IL?1β、IL?6浓度显著增高，可能与炎症反应的诱发及维持密切相关；与此同时，作为炎症反应的抑制因子—IL?10浓度无明显变化，可能是由于此阶段IL?10对炎症反应的抑制作用还未处于优势的缘故。但是TNF?α作为重要的促炎因子，其表达水平无明显增高，不排除其合成受到IL?10的抑制这一可能性。但这仅仅是一种推测，上述细胞因子之间可能具有更加错综复杂的关系。
   
　　综上所述，细胞因子间可以通过相互抑制或促进作用来影响炎症反应的发生、以及转归。对于它们之间的相互关系和相互影响的深入研究，将对认识普遍存在的炎症性疾病发生的分子机制有着深远的意义，同时也为临床这类疾病寻找新的药物作用靶点提供有用的线索。

【】
  　　[ 1] Rosengren S,Firestein GS,Boyle DL.Measurement of inflammatory biomarkers in synovial tissue extracts by enzyme?linked immunosorbent assay[J].Clin Diagn Lab Immunol,2003,10(6):1002-1010.

　　[ 2] Loria MP,Dambra P,Moretti B,et al.Role of cytokines in gonarthrosis and knee prosthesis aseptic loosening[J].J Orthop Sci,2004,9(3):274-279.

　　[ 3] Bettinger DA, Pellicane JV, Tarry WC. The role of inflammatory cytokines in wound healing: accelerated healing in endotoxin?resistant mice[J]. J Trauma 1994,36(6):810-814.

　　[ 4] Dinarello CA. The interleukin?1 family: 10 years of discovery[J].FASEB J,1994,8(15):1314-1325.

　　[ 5] Arend WP. Interleukin?1 receptor antagonist[J]. Adv Immunol,1993,54: 167-227.

　　[6] D’Andrea A, Aste?Amezaga M, Valiante NM,et al. Interleukin?10 (IL?10) inhibits human lymphocyte interferon gamma?production by suppressing natural killer cell stimulatory factory/IL?12 synthesis in accessory cells[J]. J Exp Med,1993,178(3):1041 -1048.

　　[7] Rowan AD, Hui W, Cawston TE,et al. Adenoviral gene transfer of interleukin?1 in combination with oncostatin M induces significant joint damage in a murine model[J].Am J Pathol,2003,162(6):1975-1984．

　　[8] Steensberg A，Fischer CP，Keller C，et al.IL?6 enhances plasma IL?Ira，IL?10，and cortisol in humans[J]．Am J Physiol Endocrinol Metab，2003，285(2)：E433-E437．

　　[ 9] Bombini G, Canetti C, Rocha FA, et al. Tumour necrosis factor?alpha mediates neutrophil migration to the knee synovial cavity during immune inflammation[J].Eur J Pharmacol, 2004,496(1-3): 197-204.

　　[10] Lubberts E, Joosten LA, Van L, et al. Intra?articular IL?10 gene transfer regulates the expression of collagen?induced arthritis (CIA) in the knee and ipsilateral paw[J].Clin Exp Immunol,2000,120(2): 375-383.

　　[11] Smeets RL,Vande Loo FA,Joosten LA,et al.Effectiveness of the soluble form of the interleukin?1 receptor accessory protein as an inhibitor of interleukin?1 in collagen?induced arthritis[J].Arthritis Rheum,2003,48(10): 2949-2958.