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编号:11253786
花粉生物活性肽的免疫刺激作用
http://www.100md.com 2006年9月18日 中国新药杂志
     张春玲 王 舒 曹 力 刘俊达

    摘要 目的:黑麦花粉中提取的生物活性肽(BP)及合成类似活性肽对小鼠、人和HL-60细胞的作用。方法:用MTT法测定BP与HL-60细胞共培养72 h时HL-60细胞的增殖反应,间接免疫荧光测定BP激活人淋巴细胞产生CD25阳性细胞百分率,与BP共培养的上清液中可溶性白介素-2受体(sIL-2R)的含量用ELISA测定。结果:BP与HL-60细胞共培养72 h时HL-60细胞的增殖反应, MTT 测定OD值为0.339±0.015,未加BP的对照OD值0.279±0.037(P<0.05)。间接免疫荧光测定BP激活人淋巴细胞产生CD25阳性细胞百分率为(53.97±7.12)%(浓度1 μg/ml)和(42.53±4.4)%(浓度10 μg/ml),对照(11.77±1.88)%(P<0.001)。与BP共培养的上清液中sIL-2R的含量用ELISA测定为(1782.3±78.18)u/ml, 低于对照(2381.2±99.9)u/ml。结论:BP有刺激HL-60细胞增殖的作用,BP对淋巴细胞有激活作用。我们讨论了BP的作用机制及其发展成新的免疫调节剂的可能性。
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    关键词 淋巴细胞;生物活性肽;免疫激活作用;增殖反应;白介素-2受体

    THE IMMUNE-STIMULATIVE EFFECT OF BIO-ACTIVE PEPTIDE FROM POLLEN

    Zhang Chunling,Wang Shu,Cao Li,et al.

    (Department of Dermatology,Beijing Hospital,Beijing 100730)

    ABSTRACT OBJECTIVE:The effect of bio-active peptide (BP) buckwheat and its synthetic analogue on murine and human lymphocytes and HL-60 cells.METHODS:The proliferative response of HL-60 obtained from 72 h co-culture of BP and HL-60 cells was determined by MTT method;the CD25 positive cells rate produced by BP-activated human lymphocyte was measured by indirect immunofluorescence;and the sIL-2R content in the supernatant of co-cultured medium was determined by ELISA.RESULTS:In determination of the proliferative response,an optical density (OD)of 0.399±0.015 for sample was obtained versus an OD of 0.279±0.037 for blank;the CD25 positive cells rate obtained were (53.97±7.21)%(1 μg/ml)and(42.53±4.4)%(10 μg/ml);and the content of sIL-2R in supernatant of co-cultured medium was (1782.3±78.18)u/ml lower than control of (2381.2±99.9)u/ml.CONCLUSION:From the results obtained,it can be concluded that BP has an effect to stimulate the proliferative response of HL-60 cells and that lymphocytes can be activated by BP.The mechanism of BP and its possibility to develop into a new immunomodulator are also discussed.
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    KEY WORDS Lymphocytes;Bio-active peptide;Immune-stimulatory effect;Proliferative response;IL-2R.

    多肽对淋巴细胞分化及增殖的调控作用受到普遍重视。因此,人们努力从中药或植物中寻找有效的多肽免疫调节剂[1,2] 。本文研究了中国黑麦(Secale cereale)花粉中分离的生物活性肽及合成类似多肽,目的在于从细胞及分子水平理解中草药在分子识别的作用机制,设计新的治疗药物[3]。

    材料和方法

    1 材料来源

    脾淋巴细胞来源于6月龄纯系昆明小鼠,人外周血淋巴细胞(PBL)来源于65~75岁男性(平均67.5岁),HL-60细胞(本实验室保存的白血病细胞株)。白介素-2受体(IL-2R)单克隆抗体CD25购于DAKO公司,可溶性白介素-2(sIL-2R)购于军事医学科学院,胎牛血清(FCS)购于Sigma公司,RPMI 1640培养基购于Gibco公司,Ficoll-Hypaque购于上海试剂二厂。植物血凝素(PHA)购于Sigma公司,刀豆蛋白A(ConA)购于Sigma公司。
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    2 生物活性肽(BP)

    生物活性肽由北京大学化学与分子工程学院提供。提取物从黑麦花粉提取水浸取物通过强碱离子交换树脂除去糖及生物碱。从液相获得粗制BP,在RP-HPLC上连续性阶梯洗脱纯化,纯度99.55% 。BP结构的十二肽顺序:APVLQIKKTGSN。同源BP用Merrified法合成,合成及天然BP有相同的理化及生物学特性。

    3 淋巴细胞的分离和培养[4]

    肝素抗凝静脉血用一倍无菌生理盐水稀释,加Ficoll-Hypaque(3∶1),离心2 000 r/min,20 min。收取浮于界面的PBL。用5%FCS-Hank’s液冲洗,残留的红细胞用0.17 mol/L Tris-NH4Cl液裂解。细胞悬液含1×106个/ml,加RPMI 1640(Gibco)置无菌培养板(200 μl/孔)培养。

    脾淋巴细胞从6月龄纯种昆明鼠获得。动物被拉颈处死,无菌下取脾,在RPMI 1640中轻轻剪碎。尼龙网过滤,加Ficoll-Hypaque离心同上步骤。
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    4 淋巴细胞刺激实验

    HL-60细胞在5%CO2培养箱,37℃96孔板培养24~48 h,培养基RPMI 1640含25 mmol/L HEPES,5×105 M2-ME(2-MercaptoethanolEerch-schuchardt),10%FCS,2 mmol/L L-谷氨酰氨,BP实验设3个孔,终浓度1 μg/ml或10 μg/ml。淋巴细胞增殖应答用Mosmann法。简言之,将新配制的MTT(1 mg/ml溶于0.01 mol/L磷酸盐缓冲液(PBS),pH7.2)通过0.22 μm过滤,然后加入到已培养20 h或44 h的孔中,再培养4 h,离心1500 r/min,6 min。去除悬浮液,加一甲亚砜(DMSO)和乙醇溶液(1∶1)混匀,OD值用Dynatech MR 5 000 ELISA仪测定,波长570 nm和 630 nm。

    5 淋巴细胞转化试验

    脾单细胞悬液加含10%灭活FCS,调细胞数1×106个/ml。将每份标本分别放入3个无菌培养孔,每孔200 μl细胞悬液。将3孔中分别加Con-A和BP,PHA和BP,浓度10 μg/ml,及无BP对照,37℃,5%CO2培养。培养后收获细胞,离心1 500 r/min,5 min,涂片,干燥,甲醛固定,Giemsa染色,显微镜下计数200细胞计算淋巴母细胞百分比。
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    6 IL-2R的测定

    将50 μl含2%FCS的PBS淋巴细胞悬液(1×106个/ml )放于Eppendorf管,加50 μl单克隆抗体CD25,4℃,30 min,PBS冲洗,1 000 r/min,30 min。再加50 μl羊抗鼠FITC IgG(1∶3),4℃,30 min,再冲洗,细胞悬于50 μl PBS,加2%副醛固定,同样的步骤用于淋巴细胞培养前,PHA,PHA/BP培养后。以正常鼠血清为阴性对照。用FACS或BH2-RFCA Olympus荧光显微镜计数荧光阳性细胞。阳性细胞百分比用单克隆抗体荧光阳性细胞减去对照血清荧光阳性细胞获得。

    7 标本采集和sIL-2R的测定

    如上所述,PBL+PHA(5μg/ml)和PBL+PHA+BP

    分别培养72 h收获细胞悬液,2 000 r/min,10 min,细胞悬液中sIL-2R 的含量用ELISA法测定[5]。
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    8 统计学分析

    数据用±s表示,用Dunnet t检验分析资料,P<0.05有统计学意义。

    结果

    1 BP激活鼠淋巴细胞转化结果

    天然和合成BP在浓度10 μg/ml时都有促进鼠脾淋巴细胞转化作用,淋巴细胞转化率分别为(35±6)%,(42±3)% ,均比对照组(13±2)%高,P<0.001。两BP组间无显著性差异,见图1。

    图1 天然与合成BP对小鼠淋巴细胞转化作用

    2 BP对HL-60细胞增殖的促进作用

    BP对2%FCS培养24 h HL-60细胞有促增殖作用,含BP孔的平均OD值用MTT法测定为0.339±0.015,显著高于对照0.279±0.037,P<0.05。用10%和2%FCS培养48 h,则无作用。
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    3 BP对人淋巴细胞产生IL-2R的调节作用

    人PBL用于测定BP对IL-2R的作用。用单克隆抗体ACT-1间接免疫荧光法测定分离淋巴细胞培养前PHA(5 μg/ml),PHA/BP(1 μg/ml)培养72 h时CD25(IL-2R)的量。CD25阳性细胞百分率显示了BP作用下淋巴细胞膜表面IL-2R增加,P<0.001,见表1。显示了BP减少可溶性IL-2R的释放。BP可以加强和稳定淋巴细胞表面的IL-2R,BP显示了对淋巴细胞免疫功能的调节作用。

    表1 BP对细胞的作用
组别OD值

    (BP 1μg/ml)
人PBLCD25+细胞(%)sIL-2R(u/ml)
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    (BP 10 μg/ml)
BP 1 μg/mlBP 10 μg/ml
对照组0.279±0.03711.77±1.8811.77±1.82
BP组0.339±0.01553.97±7.1242.53±4.41
P值<0.05<0.001<0.001<0.001


    讨论

    花粉是高等植物雄性器官产物,它有富含营养的多种组成成分,如蛋白质、多肽、核酸、维生素等。很久以前,中国人将花粉用作营养滋补药。

    1962年Malley A研究了牛草分离的花粉多肽。近期, Berker WM等[6]综述了草花粉多肽的临床应用。他们研究了草花粉过敏原及多种过敏原结构。花粉对淋巴细胞的调节作用的资料较少。
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    我们研究了一系列中国花粉分离物质,发现花粉提供丰富的生物活性肽。如BP有较强的免疫活性,有淋巴细胞活化和产生细胞因子的刺激作用。

    近年来,科学家对发展新的肽类产物有很大的兴趣。他们合成了肽类类似物和衍生物,用于诊断、治疗及某些疾病的疫苗[7]。

    Burrows等[8]首先全面分析了CD8细胞毒淋巴细胞表面最小表位-单个氨基对其特异性的作用。他们的资料显示,从Epstein-Barr(EB)病毒系列BL74分离的9个残基序列,FLRGRAYGL是细胞毒作用所需的最小序列。中心残基RGRAY不能被代替。然而,在氨基和羧基端用取代类似物比天然序列有高效的活性。就激活细胞毒性淋巴细胞杀死EB病毒的活性,FLRGRATSL比FLRGRAYGL 高15倍,而HLRGRAYGL和FIRGRAYL比FLRGRAYGL 高9倍,当取代物相结合所形成的肽HIRGRAYSL激活靶细胞溶解的浓度比FLRGRAYGL 小30倍。这一发现启示我们,合成肽不仅能模拟由淋巴细胞识别的提呈抗原,而且增加它们之间相互作用的效应。
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    Smith等[9]报告了一个新的合成系统用于确定HLA-A2和B7单一肽功能区。他们认为这一方法可以检查生理上不能产生的肽,但由于它们的结合特性,对预定和设计免疫调节T细胞表位有一定价值。

    Reece等[10]用外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cells, PBMC)用合成破伤风毒素的增殖反应试验分析了T辅助细胞(Th)细胞表位,他们确定了一种肽类混合物能诱导引位经破伤风类毒素应答的供血者中24位的PBMC增殖,这种混合物是一种在化学上已鉴定的试剂,它能在体外对大多数受试者的PBMC的抗原特异性Th细胞进行定性检测,因而常用于特异性免疫的系列测定,如用于免疫治疗和免疫抑制治疗的患者。抗原的免疫区段和混合表位以及不同来源的BP的全面知识有助于深刻理解免疫过程中淋巴细胞活化及信号传导。我们的BP研究结果在此领域提供了新的途径。花粉的天然和合成BP都有显著的免疫刺激作用,显示活性的基本结构是必需的。尽管BP的作用方式还不清楚,它们相似的氨基酸序列,Lys, Val, Asp, 是BP和TP5所共有的,对解释其对免疫系统作用机制有一定帮助。
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    王 舒 刘俊达 卫生部老年医学研究所生控室

    曹 力 首都儿科研究所

    作者单位:(北京医院皮肤科,北京 100730)

    参考文献

    1 Kaumaya PTP.Synthetic peptide vaccines:dream or reality. In:Schneider CH ed,Peptides in immunology.New York:John wiley and Sons Ltd, 1996.117~148

    2 刘俊达.免疫肽的作用. 首都医学院学报,1990,11(4)∶305

    3 刘俊达,李昌龙,施宏伟. 合成胸腺五肽的免疫增强作用.中国药学杂志,1992,27(2)∶82
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    4 Liu JD,Wang S,Liu HT,et al.Stimulatory effects of saponin from panax ginseng on the immune function of lymphocytes in the elderly.Mech Ageing Dev,1995, 83(1)∶43

    5 Kniep EM, Strelow I, Lohmann-Matthes ML.The monocyte, interleukin-2 receptor light chain: production of cell-associated and soluble insterleukm-2 receptors by monocytes. Immunology, 1992, 75(2)∶299

    6 Becker WM, Petersen A, Bufe A,et al. Clinical use of synthetic peptides:peptide of grass pollen and other allergens.In:Johansson, stig GO,Hogrefe,et al,eds.Prog Allergy Clin Immunol Proceedings of the Fifteen International Congress of Allergol.Seattle, WA:Clinical Immunology,1995.220
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    7 刘北一,齐杰. 合成肽库及其应用. 国外医学.免疫学分册,1997,20(4)∶169

    8 Burrows SR, Rodda J, Suhrbier A,et al. The sepcificity of recognition of a cytotoxic T lymphocyte epitope.Eur J Immunol, 1992, 22(1)∶191

    9 Smith MH, Lam KS, Hersh EM,et al. Peptide sequences binding to MHC class I proteins.Mol Immunol, 1994, 31(18)∶1431

    10 Reece JC, Geysen HM, Rodda SJ.Mapping the major human T helper epitopes of tetanus toxin.J Immunol,1993,151(11)∶1675, http://www.100md.com