CP-25对咪喹莫特诱导的银屑病小鼠的治疗作用及其初步机制研究

来源 :安徽医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luoxueyan191
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银屑病是一种常见的自身免疫性疾病,其主要临床表现为红色斑块和边界清楚的白色鳞屑。银屑病主要有三大病理改变:炎症细胞浸润、新生血管形成以及角质形成细胞过度增殖。IL-23/IL-17炎症轴在银屑病的发生发展发挥了关键的作用,树突状细胞(Dendritic cell,DC)分泌的IL-23能促进Th17细胞分泌促炎细胞因子如IL-17A、IL-17F、IL-22等,这些细胞因子与角质形成细胞相互作用不断放大炎症效应,最终导致银屑病的发生发展。STAT3在Th17的分化中发挥重要作用,STAT3不仅能直接激活IL-17A和IL-17F基因启动子,也能激活涉及Th17细胞分化、活化、增殖和存活的多个其他关键基因如RORγt、RORα、BATF、IRF4、AHR、IL-6Rα和C-MAF,因此STAT3的活化对银屑病发生发展起着决定性的作用。银屑病的治疗主要包括局部治疗、传统全身疗法、光疗法以及生物制剂疗法。局部用药是银屑病治疗的一线用药,但由于其药效和不良反应水平差异较大和依从性低,单独使用效果较差;银屑病传统全身疗法和光疗法均与急性和长期毒性的风险相关,包括致癌和致畸性;生物制剂在治疗中重度银屑病上发挥了良好的作用,但是能导致血小板减少症、结核病和其他严重感染。综合目前银屑病的治疗情况,临床上亟需开发疗效好副作用小的抗银屑病药物。白芍总苷(Total glucosides of paeony,TGP)是临床上用于治疗类风湿关节炎(Rheumatoid Arthritis,RA)的抗炎免疫调节药物,芍药苷(Paeoniflorin,Pae)是其有效活性成分之一,课题组前期对Pae进行结构修饰,成功合成了一种新的Pae酯衍生物——芍药苷-6’-O-苯磺酸酯(代号CP-25),修饰后的化合物CP-25改善了Pae生物利用度低的缺点。课题组前期在对实验性关节炎动物模型的研究中发现,CP-25能显著改善CIA小鼠模型和AA大鼠模型的关节炎指数、关节炎肿胀度以及关节和脾脏病理,且CP-25能抑制CIA模型小鼠脾脏T、B淋巴细胞增殖,降低CIA小鼠模型脾脏淋巴细胞中Th17细胞的百分含量,升高Treg细胞的百分含量。在AA大鼠关节炎模型中,CP-25能降低AA大鼠模型血清中促炎因子IL-1β、IL-6、IL-17和TNF-α的表达,下调AA大鼠模型脾脏淋巴细胞中Th17细胞的百分含量和脾脏组织中Th17细胞相关转录因子ROR-γt的表达。而CP-25对银屑病动物模型是否有作用?其发挥作用的机制如何尚不清楚。咪喹莫特(Imiquimod,IMQ)是一种免疫激活剂,其以涂抹的方式可以诱导小鼠银屑病模型,该模型在银屑病病理和药理学研究中应用广泛,有文献报道IMQ诱导的小鼠皮肤炎症依赖于IL-23/IL-17炎症轴,与人类银屑病病理机制类似。因此本课题通过建立IMQ诱导的小鼠银屑病模型,在整体水平观察CP-25对IMQ诱导小鼠银屑病模型的治疗作用及初步机制。目的:建立IMQ诱导的小鼠银屑病模型,揭示CP-25对IMQ诱导的小鼠银屑病模型的治疗作用及初步机制。方法:将BALB/c小鼠随机分为6组,即正常组(Normal)、模型组(Model)、CP-25低中高剂量组(依次为17.5 mg/kg、35 mg/kg、70 mg/kg)和阳性药MTX(2 mg/kg)组。除去小鼠背部毛发,将IMQ均匀涂抹于小鼠背部,每天涂抹1次,一共5天,每天对小鼠皮肤进行银屑病面积和严重程度指数(Psoriasis area and severity index,PASI)评分;d6颈椎脱臼处死小鼠,检测小鼠脾脏和胸腺指数;HE染色观察小鼠皮肤组织病理改变和表皮厚度;免疫组化法检测小鼠皮肤组织中增殖细胞核抗原(Proliferating Cell Nuclear Antigen,PCNA)和IL-17的表达;免疫荧光法检测小鼠皮肤组织中内披蛋白(involucrin)的表达;CCK-8法检测小鼠脾脏T细胞活力;流式细胞术检测小鼠脾脏淋巴细胞中Th1、Th2、Th17、Treg细胞的百分含量;QPCR法检测小鼠皮肤和脾脏中IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-23、TNF-α、IFN-γm RNA的表达;酶联免疫吸附试验(ELISA)检测小鼠血清IL-17A的表达;Western blot法检测小鼠皮肤组织中STAT3相关通路蛋白的表达;体外分离小鼠脾脏淋巴细胞,使用IL-23,IL-6和转化生长因子-β(Transforming growth factor-β,TGF-β)联合刺激Th17细胞分化,阳性药Ruxolitinib为JAK1/2抑制剂,分为对照组、IL-23,IL-6和TGF-β联合刺激组、CP-25不同浓度组(依次为10-7 mol/ml、10-6mol/ml、10-5mol/ml)和阳性药Ruxolitinib(10-7mol/ml)组。QPCR检测IL-23、IL-6和TGF-β联合刺激的脾脏淋巴细胞中IL-17A、IL-17F、TNF-αm RNA的表达;流式细胞术检测IL-23、IL-6和TGF-β联合刺激的脾脏淋巴细胞中Th17细胞的百分含量;Western blot法检测IL-23、IL-6和TGF-β联合刺激的脾脏淋巴细胞中STAT3、p-STAT3蛋白的表达。结果:1. CP-25对IMQ诱导的小鼠的皮肤表型变化和PASI评分的影响正常组小鼠皮肤光滑细腻;IMQ诱导的小鼠在d1出现轻微鳞屑,皮肤微微泛红,d2鳞屑增多并涉及整个皮肤表面,并且出现增厚和较浅的红斑,d3鳞屑分布更加密集,增厚现象进一步加重,红斑颜色进一步加深,d4-d5皮损进一步加重;CP-25(17.5,35,70 mg/kg)剂量组或MTX(2 mg/kg)小鼠皮肤鳞屑、红斑、增厚出现时间较模型组晚,皮损较轻,d5出现不同程度的缓解。正常组小鼠皮肤PASI评分在第d1-d5均为0分。IMQ诱导的小鼠皮肤鳞屑、增厚、红斑和总分评分在d1-5持续升高;CP-25(17.5,35,70 mg/kg)剂量组或MTX(2 mg/kg)小鼠皮肤鳞屑、增厚、红斑和总分评分在d1-d4也持续升高,但是分值低于模型组,d5 CP-25(17.5,35,70 mg/kg)剂量组或MTX(2 mg/kg)小鼠皮肤鳞屑、增厚、红斑和总分评分均不同程度地下降。2. CP-25对IMQ诱导的小鼠皮肤组织病理变化和表皮厚度的影响与正常组相比,IMQ诱导的小鼠表皮增厚、表皮浅层可见毛细血管扩张、炎症细胞浸润、角质层可见角化不全、颗粒层变薄甚至消失、棘层肥厚和表皮突出下延;CP-25(17.5,35,70 mg/kg)剂量组或MTX(2 mg/kg)均能抑制IMQ诱导的小鼠表皮增厚和棘层肥厚,减轻角化不全、血管扩张和炎症浸润。3. CP-25对IMQ诱导的小鼠脾脏、胸腺指数的影响与正常组相比,IMQ诱导的小鼠脾脏指数显著增大;CP-25(17.5,35,70 mg/kg)剂量组或MTX(2 mg/kg)能显著降低小鼠脾脏指数;MTX(2 mg/kg)能降低小鼠胸腺指数,CP-25各剂量组与模型组相比小鼠胸腺指数无显著变化。4. CP-25对IMQ诱导的小鼠皮肤组织中PCNA和involucrin表达的影响与正常组相比,IMQ诱导的小鼠皮肤组织中PCNA表达阳性的细胞数量和involucrin的表达明显增多;CP-25(17.5,35,70 mg/kg)剂量组或MTX(2 mg/kg)能显著降低PCNA表达阳性的细胞数量和involucrin的表达。5. CP-25对IMQ诱导的小鼠脾脏T细胞活力的影响与正常组相比,IMQ诱导的小鼠脾脏T细胞活力明显增强;CP-25(17.5,35,70 mg/kg)剂量组或MTX(2 mg/kg)能显著降低T细胞活力。6. CP-25对IMQ诱导的小鼠脾脏淋巴细胞中Th1、Th2、Th17、Treg细胞的百分含量的影响与正常组相比,IMQ诱导的小鼠脾脏淋巴细胞中Th1、Th17细胞百分含量明显升高,Th2、Treg细胞百分含量明显降低;CP-25(17.5,35,70 mg/kg)剂量组或MTX(2 mg/kg)能显著降低Th1细胞的百分含量,升高Treg细胞的百分含量。CP-25(70 mg/kg)剂量组或MTX(2 mg/kg)能显著降低Th17细胞的百分含量。CP-25(17.5,35,70 mg/kg)剂量组或MTX(2 mg/kg)对Th2细胞的百分含量无明显影响。7. CP-25对IMQ诱导的小鼠皮肤组织中IL-17表达的影响与正常组相比,IMQ诱导的小鼠皮肤组织中IL-17的表达明显增多,CP-25(17.5,35,70 mg/kg)剂量组或MTX(2 mg/kg)能显著降低IL-17的表达。8. CP-25对IMQ诱导的小鼠皮肤组织中IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-23、TNF-α、IFN-γm RNA的表达的影响与正常组相比,IMQ诱导的小鼠皮肤组织中IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-23、IFN-γm RNA的表达显著升高,CP-25(17.5,35,70 mg/kg)能显著降低IL-17A、IL-17F、IL-23、IFN-γm RNA的表达,CP-25(35,70 mg/kg)也能显著IL-22和TNF-αm RNA的表达,MTX(2 mg/kg)能显著降低IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-23、TNF-α、IFN-γm RNA的表达。9. CP-25对IMQ诱导的小鼠脾脏组织中IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-23、TNF-α、IFN-γm RNA的表达的影响与正常组相比,IMQ诱导的小鼠脾脏组织中IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-23、TNF-α和IFN-γm RNA的表达显著升高,CP-25(17.5,35,70 mg/kg)能显著降低IL-17A、IL-23、TNF-α、IFN-γm RNA的表达。CP-25(35,70 mg/kg)也能显著降低IL-22和IL-17F m RNA的表达。MTX(2 mg/kg)能显著降低IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-23、TNF-α、IFN-γm RNA的表达。1 0. CP-25对IMQ诱导的小鼠血清中IL-17A表达的影响与正常组相比,IMQ诱导的小鼠血清中IL-17A的表达显著增高,CP-25(17.5,35,70 mg/kg)剂量组或MTX(2 mg/kg)能显著降低IL-17A的表达。11.CP-25对IMQ诱导的小鼠皮肤组织中STAT3相关通路蛋白的表达的影响与正常组相比,IMQ诱导的小鼠皮肤组织中p-STAT3蛋白表达显著增高,CP-25(70 mg/kg)或MTX(2 mg/kg)能显著降低p-STAT3的表达,而各组STAT3、JAK2蛋白表达无显著差异,各组小鼠皮肤组织中未检测到p-JAK2表达。12.CP-25对IL-23、IL-6和TGF-β体外联合刺激的脾脏淋巴细胞中Th17细胞的百分含量的影响与对照组相比,IL-23、IL-6和TGF-β联合刺激的脾脏淋巴细胞中Th17细胞百分含量显著上升,CP-25(10-5mol/ml,10-6 mol/ml,10-7 mol/ml)或Ruxolitinib(10-7mol/ml)能显著降低Th17细胞百分含量。13.CP-25对IL-23、IL-6和TGF-β体外联合刺激的脾脏淋巴细胞IL-17A、IL-17F、TNF-αm RNA表达的影响与对照组相比,IL-23、IL-6和TGF-β联合刺激的脾脏淋巴细胞中IL-17A、TNF-αm RNA的表达显著升高,IL-17F m RNA的表达升高但无统计学意义。CP-25(10-5mol/ml,10-6mol/ml,10-7 mol/ml)或Ruxolitinib(10-7mol/ml)能显著降低IL-17A、TNF-αm RNA的表达。14.CP-25对IL-23、IL-6和TGF-β体外联合刺激的脾脏淋巴细胞中STAT3、p-STAT3蛋白的表达的影响。与对照组相比,IL-23、IL-6和TGF-β联合刺激的脾脏淋巴细胞中p-STAT3蛋白的表达显著增加,CP-25(10-5mol/ml)或Ruxolitinib(10-7 mol/ml)能显著下调p-STAT3蛋白的表达,而各组之间STAT3蛋白表达无显著差异。结论:1.CP-25对IMQ诱导的小鼠银屑病模型有治疗作用。2.CP-25缓解IMQ诱导的小鼠炎症浸润和皮肤组织病理学改变与调节T细胞亚群比例、降低促炎细胞因子的分泌和下调STAT3的磷酸化水平有关。
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