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编号:10241245
人类疱疹病毒7型感染脐血单个核细胞产生TNF-α
http://www.100md.com 《中国病毒学》 1999年第4期
     作者:彭光勇 姚 任 强 季晓辉

    单位:南京医科大学微生物教研室,南京 210029

    关键词:人类疱疹病毒6型(HHV-6);人类疱疹病毒7型(HHV-7);肿瘤坏死因子-α;病毒感染

    中国病毒学990407 摘 要 用生物活性法,检测人类疱疹病毒7型Glasgow株和南京地方株YY5及HHV-6 GS株感染单个核细胞培养上清中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的水平。结果发现,HHV-7也能较强地诱生TNF-α,但达到峰值时间(3~4 d)迟于HHV-6 GS株(2 d);在感染24 h上清中,GS株产生TNF-α量明显多于YY5株、Glasgow株产生量(P<0.05),三者与未感染单个核细胞比较都存在显著差异(P<0.05),但Glasgow株和YY5株之间无差异(P>0.05)。结果表明,HHV-6、HHV-7都能通过刺激单个核细胞产生TNF-α而发挥免疫调节功能。
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    Human Herpesvirus 7 Induces Tumor Necrosis Factor Alpha

    in Umbilical Cord Blood Mononuclear Cell Cultures

    Peng Guangyong Yao Kun Ren Qiang Ji Xiaohui

    (Department of Microbiology, Nanjing Medical University, Nanjing 210029)

    Abstract The production of tumor necrosis factor alpha (TNF- The production of tumor necrosis factor alpha (TNF-α) induced by human herpesvirus 7 (HHV-7) Glasgow strain and Nanjing local strain YY5 and HHV-6 GS strain in umbilical cord and pheripheral blood mononuclear cells cultures was studied by means of biological activity assay. It was observed that HHV-7 is another strong inducer of TNF-α. HHV-7-infected cultures reached the maximal level of TNF-α at 3 to 4 days postinfection, which is later than that of HHV-6 (2 days postinfection). Compared with HHV-6, the amounts of TNF-α in HHV-7-infected cultures are smaller at 24 h postinfection (P<0.05), but the amounts of them are all higher than that of uninfected cells (P<0.05), and there is no difference between Glasgow and YY5 strain (P>0.05). These results indicated that HHV-6 and HHV-7 can exert immunomodulatory by stimulating the CBMCs to produce TNF-α.
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    Key words Human Herpesvirus 6, Human Herpesvirus 7, Tumor Necrosis Factor Alpha(TNF-α), Viral Infection

    人类疱疹病毒7型(HHV-7)是继HHV-6之后发现的又一亲淋巴细胞的人类β-疱疹病毒。1990年Frenkel等首先从健康人外周血单个核细胞(PBMC)中分离出RK株[1],随后陆续报道从慢性疲劳综合症(CFS)患者、婴儿急疹(ES)、肾移植病人等PBMC中及健康人唾液中分离出HHV-7多株。目前有关HHV-7基因结构和功能研究较多,但对其免疫学特征及其致病机理研究甚少。我们对HHV-7南京地方株YY5及Glasgow标准株、HHV-6 GS株感染脐血单个核细胞,诱生TNF-α情况进行了研究,并对其免疫机理作了初步探讨。

    1 材料和方法
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    1.1 病毒

    1.1.1 HHV-6 GS标准株 由香港大学微生物教研室惠赠,在HSB2及JJHAN细胞株上传代。

    1.1.2 HHV-7 Glasgow标准株 由香港大学Dr.Pei Ris提供,在SuPT1细胞上传代。

    1.1.3 YY5株 我室从一肾病患儿唾液中分离的南京地方株[2]。取患者唾液2~3 mL,用抗生素处理放4 ℃过夜,2000 r/min离心20 min,取上清接种于已用PHA预刺激的CBMCs中,逐日观察,出现CPE者继续传代。并通过电镜观察、特异性单克隆抗体K-R4免疫荧光染色,对SupT1、HSB2、JJHAN 3个T淋巴细胞株的不同亲嗜性及特异性巢式PCR基因扩增等作鉴定。
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    1.2 细胞

    1.2.1 人脐血单个核细胞(CBMCs) 南京妇幼保健院提供脐血,肝素抗凝,Ficoll分离,在淋巴细胞生长液中培养。

    1.2.2 成人外周血单个核细胞(PBMCs) 取健康成人外周血,其分离培养方法同CBMCs。

    1.2.3 SupT1、HSB2、JJHAN细胞系 均来自香港大学微生物教研室,本室传代培养。

    1.2.4 L929细胞 南京军区军事医学研究所提供,本室传代培养。

    1.3 试剂

    1.3.1 淋巴细胞培养液 20%新生牛血清的RPMI 1640,含PHA 40 μg/mL,IL-2 10 u/mL,谷氨酰胺2 mmol/L,青、链霉素各100 u/mL。
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    1.3.2 TNF标准品 为重组人TNF-α,南京大学生化系惠赠。

    1.3.3 TNF-α单克隆抗体 第四军医大学免疫学教研室惠赠,中和试验工作浓度为1∶50。

    1.4 方法

    1.4.1 标本的处理 用淋巴细胞生长液调分离的CBMCs或PBMCs为2×106细胞/mL,接种病毒量为100 TCID50/mL,并以同一批CBMCs或PBMCs同样条件作为未感染细胞对照,收集感染后的24、48、72、96、120 h培养上清,-70 ℃冻存待测。

    1.4.2 TNF生物活性法检测 参考文献[3]。L929细胞长成单层后用0.02% EDTA消化,调细胞浓度5×105细胞/mL加入96孔细胞培养板中,100 μL/孔,37 ℃ 5%CO2孵育18 h后去上清,加入倍比稀释的标本及标准品100 μL/孔,同时加入2 μg/mL放线菌素D,100 μL/孔,37 ℃ 5%CO2孵育18 h后去上清,结晶紫染色20 min,流水洗净细胞外结晶紫,用结晶紫抽提液100 μL/孔 溶解,5 min后570 nm测OD值。TNF活性单位即50%细胞存活时的最高稀释孔OD值在标准曲线上的对应数值,再乘以稀释倍数。
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    1.5 数据统计处理

    采用两样本均数比较的t检验。

    2 结果

    2.1 HHV-6 GS株、HHV-7 Glasgow株、YY5株诱导CBMCs产生TNF-α动力学特征

    结果见图1。可看出在病毒感染CBMCs 24 h后,HHV-6 GS株即能明显诱导TNF-α产生,48 h左右达高峰,以后逐渐下降;而HHV-7 YY5及Glasgow株在24 h时产生TNF-α量明显少于GS株,峰值出现时间也迟于GS株,Glasgow株在第3天出现峰值,YY5在第4天才出现峰值。由此可见,HHV-6、HHV-7感染CBMCs都较强诱生TNF-α,但情况各不相同。本结果取三批不同CBMCs所测的平均值,三批均呈同样的趋势。
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    图1 HHV-6 GS株、HHV-7 Glasgow、YY5株感染CBMCs产生TNF-α动力学特征

    Fig.1 Kinetics of TNF-α in infected culture supernatants induced by HHV-6 GS,HHV-7 Glasgow,YY5 strains

    2.2 HHV-6 GS株、HHV-7 Glasgow、YY5株及同一批CBMCs对照组产生TNF-α的相互比较

    表1是GS、Glasgow、YY5三株病毒感染CBMCs 24 h产生TNF-α结果。从中可以看出,此时GS组诱生TNF-α量最多(139.9±81.7 u/mL),明显多于Glasgow组(53.0±38.7 u/mL)和YY5组 (63.3±37.6 u/mL)(P<0.05);三者与未感染组(22.3±18.1 u/mL)比较,都存在显著差异(P<0.05);但glasgow组同YY5组诱生TNF-α量无显著差异(P>0.05)。
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    表1 病毒接种后24 h GS、Glasgow及YY5诱导CBMCs产生TNF-α情况

    Table 1 TNF-α induction of GS, Glasgow and YY5 strains in CBMCs at 24 h postinfection (n=8, x±s) 组 别

    Groups

    TNF-α活性(u/mL)

    Activity of TNF-α (u/mL)

    GS+CBMCs

    139.9±81.7* *

    Glasgow+CBMCs
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    53.0±38.7* △

    YY5+CBMCs

    63.3±37.6* △

    CBMCs

    22.3±18.1

    **P<0.01,*P<0.05 vs CBMCs P<0.05 vs GS+CBMCs2.3 HHV-7 Glasgow株、YY5株感染PBMCs产生TNF-α

    HHV-7两病毒株分别感染PBMCs,48 h后收集上清,测得结果显示HHV-7感染PBMCs也能诱生TNF-α。YY5产生量为212.3±142.1 u/mL,稍低于其感染CBMCs产生TNF-α量295.9±188.0 u/mL(P>0.05);但Glasgow株感染PBMCs产生TNF-α量为147.5±69.8 u/mL,显著低于其感染CBMCs产生的量666.7±166.7 u/mL(P<0.01)。这可能是由于PBMCs同CBMCs在细胞组成上差异及病毒感染率不同所致[3]
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    2.4 TNF-α单抗对待检标本中产生TNF-α的中和作用

    用工作浓度1∶50的TNF-α单克隆抗体中和YY5株、Glasgow株感染CBMCs的上清,中和前后结果证实,HHV-7感染CBMCs诱生的是TNF-α。见图2。

    图2 TNF-α McAb对感染上清TNF中和情况

    Fig.2 Neutralization of TNF in infected supernatants by McAb to TNF-α

    a: Amount of TNF before neutralization b:Amount of TNF after neutralization
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    3 讨论

    HHV-7是近年发现的人类β-疱疹病毒,同HHV-6一样普遍潜伏存在于人体中。目前除ES外[4],还没有发现任何一种疾病同HHV-7存在着必然联系。HHV-7细胞亲嗜性比较单一,仅亲嗜CD+4 T淋巴细胞,且CD4分子是HHV-7特异性受体[5],感染后能否引起细胞因子水平的改变,目前还未见报道。本研究从HHV-7 Glasgow株、YY5株感染CBMCs产生TNF-α角度来探讨HHV-7感染对免疫因素的影响。研究结果证实,HHV-6、HHV-7感染CBMCs和PBMCs后都能引起大量的TNF-α分泌,HHV-6诱生TNF-α产生峰值时间(2 d左右)早于HHV-7到达峰值时间(3~4 d)。人类疱疹病毒科其它病毒诱生TNF-α情况各不相同,Gosselin等[6]报道HSV1感染PBMCs后,TNF-α分泌量第7天达到峰值;而EBV则抑制TNF-α产生。范萍等[3]研究了HHV-6 CN5、CN8、CN10南京地方株及GS株体外诱导CBMCs及PBMCs产生TNF-α情况同本研究报道一致。揭示了这些病毒虽属于同一病毒科,但对免疫系统功能的影响各不相同,从而诱导或抑制细胞因子的产生。
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    TNF-α是一个重要的炎症因子,主要是由巨噬细胞产生,其次由活化的T细胞和NK细胞产生,在病毒感染急性期,通过各种机制发挥重要的抗病毒作用。TNF-α能使巨噬细胞激活,表达MHC-Ⅰ、Ⅱ类抗原及ICAM-1等分子增加,促使其向感染部位趋化,并分泌IL-12等来激活NK细胞,共同发挥抗病毒作用[7,9]。另外,TNF-α能使病毒感染细胞合成大量Cu/Zn SOD,介导氧自由基反应,损伤感染的细胞,达到显著的抗病毒活性[8]。近来较多研究发现,TNF-α还能通过与病毒感染细胞上的TNF R1(P55)结合,介导细胞凋亡,导致清除病毒的效应。Inoue等[10]报道,HHV-6感染JJHAN细胞后,能诱导感染和未感染细胞膜上P55大量表达,从而发挥由TNF-α介导的细胞凋亡,控制病毒进一步感染。TNF-α在抵抗HHV-7感染过程中的确切机制,目前还不甚清楚。

    有一点值得重视,TNF-α抗病毒效应与病毒感染细胞的成熟程度及感染阶段密切相关。Stein等[11]研究CMV感染单核细胞系发现,在成熟单核细胞THP-1中,TNF-α发挥重要抗病毒作用;而在不成熟单核细胞株U937、HL-60中,TNF-α可刺激潜伏的CMV IE基因 启动子/增强子 转录,使CMV复制增加,并重新活化。同样的情况在HIV感染不成熟的粒细胞、巨噬细胞中也得到证实。Walev等[12]报道,在长期感染HSV-1小鼠体内,TNF-α一直保持较高水平,并能把潜伏在三叉神经的HSV-1激活,增强其复制。这些特点可能与临床致病机理密切相关。HHV-6、HHV-7长期潜伏感染,现在较多发现在一些免疫抑制病人及各种移植病人中,其易被激活而导致临床疾病,可能与某些细胞因子激活潜伏的病毒有关。
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    总之,HHV-7感染CBMCs能较强地诱生TNF-α。我们初步认为,在感染早期,TNF-α可能通过各种机制,发挥抗病毒作用;感染后期,TNF-α和其它因子一起在该病毒的潜伏、激活以及致病中发挥着重要作用,其确切机制有待进一步证实。

    *本课题由江苏省自然科学基金资助(BK97051)

    参考文献

    1 Frenkel N, Schiemer E.C, Wyatt LS et al. Isolation of a new herpesvirus from human CD+4 T cells. Proc Natl Acad Sci USA, 1990,87(1):748~752

    2 姚,任强,彭光勇等.人类疱疹病毒7型南京株的分离及初步鉴定.南京医科大学学报,1998,18(3):170~172
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    3 范萍,姚,季晓辉等.人类疱疹病毒6型可诱生TNF-α.中国病毒学,1996,11(4):338~342

    4 Tanaka K, Kondo T, Torigoe S et al. Human herpesvirus 7:Another causal agent for roseola (exanthem subitum). J Pediatr, 1994,125(1):1~5

    5 Lusso P, Secchiero P, Crowley RW, et al. CD4 is a critical component of the receptor for human herpesvirus 7: Interference with human immunodeficiency virus. Proc Natl Acad Sci USA, 1994,91(5):3872~3876
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    6 Gosselm J, Flamand L, Addario MD et al. Infection of peripheral blood mononuclear cells by herpes simplex and epstein-barr viruses, differential induction of interleukin 6 and tumor necrosis factor alpha. J Clin Invest, 1992,89(6):1849~1856

    7 Mark T, Helse, Herbert W et al. The T-cell-independent role of gamma interferon and tumor necrosis factor alpha in macrophage activation during murine cytomegalovirus and herpes simplex virus infection. J Virol, 1995,69(2):904~909
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    8 Lidbury B A, Ramshaw IA, Rolph MS et al. The antiviral activity of tumor necrosis factor on herpes simplex virus type 1: role for a butylate hy daoxyanisole sensitive factor. Arch Virol, 1995,140(4):703~719

    9 Mizutani KI, Ito M, Kamiya H et al. Inhibition of Varicella-Zoster Virus glycoprotein expression by peripheral blood mononuclear cells. Microbio Immunol, 1995,39(3):217~220

    10 Inoue Y, Yasukawa M, Fjuita S. Induction of T-cell apoptosis by human herpesvirus 6.J Virol, 1997,71(5):3751~3759
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    11 Stein J, Volk HD, Liebenthal C et al. Tumor necrosis factor a stimulates the activity of the human cytomegalovirus major immediate early enchancer/promoter in immature monocytic cells. J Gen Virol, 1993,74(5):2333~2238

    12 Walev I, Podlech J, Falke D. Enhancement by TNF-α of reactivation and replication of latent herpes simplex virus from trigeminal ganglia of mice. Arch Virol, 1995, 140(6):987~992

    *收稿日期:1998-12-03,修回日期:1999-05-20, 百拇医药