白細胞介素21在類風濕關節(jié)炎中信號誘導T細胞激活和促炎因子的分泌作用.pdf

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

2、。細胞免疫異常在 RA的發(fā)病中起重要作用,在RA關節(jié)的滑膜、血管翳、軟骨及軟骨下骨中有大量表達激活標志的CD4+ T細胞浸潤,這些細胞可與滑膜中的抗原發(fā)生免疫應答,細胞因子在這一過程中發(fā)揮著重要作用。已知細胞因子腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor,TNF)、白細胞介素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的病理過程,其中,以TNF-α和IL-1尤為重要。
　　IL-21是近年來發(fā)現(xiàn)的一種細胞因子,屬于I型細胞因子家族,主要是由CD4+Th2細胞合成和分泌,為4個螺旋結(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,其主要表達在淋巴組織的B細胞、T細胞和NK細胞上。IL-21的生物學功能主要是刺激T細胞增殖、NK細胞增殖和分化以及CD40特異

4、性應答B(yǎng)細胞的增殖,IL-21功能的發(fā)揮依靠其受體的共用γ鏈,主要通過JAK-STAT途徑傳遞信號。
　　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
　　通過檢測IL-21受體在RA患者的滑膜、關節(jié)液和外周血單個核淋巴細胞中的表達,以及對IL-21誘導RA患者T細胞

5、激活、促炎癥細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例骨關節(jié)炎(osteoarthritis,OA)和8例膝關節(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。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例正常對照的關節(jié)液,用流式細胞儀分析各組病例中IL-21R在外

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

7、,而且總體細胞數(shù)目中IL-21R陽性細胞數(shù)目(12.3±2.4％)顯著高于OA患者(2.1±0.6%)和正常對照組(1.2±0.3%)(P<0.001),OA和正常對照組之間的差異無統(tǒng)計學意義。
　　2.用流式細胞分析檢測在外周血和關節(jié)液單核細胞中IL-21R陽性的細胞數(shù)。結(jié)果顯示RA患者的外周血和關節(jié)液中,CD4+T、CD8+T細胞、B細胞和NK細胞表達IL-21R的細胞數(shù)顯著高于對照組(P﹤0.05)。
　　3.在正常對

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

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

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

11、如:INF-γ、TNF-α、IL-2和IL-10)。顯示RA患者的T細胞與對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細胞的活性,誘導了促炎細胞因子的分泌,與RA的發(fā)生發(fā)展有密切關系。
　　結(jié)論
　　本實驗首先觀察了IL-21受體在類風濕關節(jié)炎患者的滑膜、關節(jié)液和外周血中單核淋巴細胞中的表達,在此基礎上觀察了IL-21受體在CD4+T細胞中的表達,進一步觀察了抗C

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