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编号:10271506
氨茶碱及地塞米松对小鼠脾淋巴细胞凋亡的调节作用*
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 1999年第7期
     作者:刘金保 王随照 赵青 冉丕鑫 钟南山

    单位:

    王随照 广东省人民医院血液科;冉丕鑫 钟南山 广州呼吸疾病研究所;赵青 刘金保 广州医学院病理生理教研室(广州 510182)

    关键词:淋巴细胞;小鼠;过敏反应;茶碱;激素类

    中国病理生理杂志/990711 摘 要 目的:观察氨茶碱和地塞米松对小鼠脾淋巴细胞 凋亡的调节作用。方法:采用流式细胞技术对比了它们对正常鼠及卵蛋白 致敏小鼠脾淋巴细胞凋亡的作用。结果:氨茶碱及地塞米松可诱导体外培 养 的正常小鼠淋巴细胞凋亡,明显抑制体外培养的致敏鼠淋巴细胞的凋亡。致敏鼠淋巴细胞的 凋亡明显多于对照鼠,在体应用氨茶碱(100 mg/kg)使致敏淋巴细胞凋亡进一步增加,而在 体应用地塞米松(40 mg/kg)明显抑制致敏鼠淋巴细胞的凋亡。氨茶碱体外对在体应用氨茶碱 处理的鼠淋巴细胞的凋亡有抑制作用,地塞米松体外对在体应用地塞米松处理的鼠淋巴细胞 的凋亡无明显影响。结论:氨茶碱和地塞米松对淋巴细胞凋亡具有重要的 调节作用,两者的作用机制可能有别。
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    Modulating effect of aminophylline and dexamethasone on

    splenic lymphocyte apoptosis

    LIU Jin-Bao, WANG Sui-Zhao, ZHAO Qing, RAN Pi-Xin, ZHONG Nan-Shan

    Department of Pathophysiology, Guangzhou Medical College, Guangzhou (5101 82)

    Abstract AIM and METHODS:It is known that aminophyline (AP) a nd Dexamethasone (Dex) can inhibit immune system in vivo and in vitro. In t his study flow cytometry was used to study the effects of AP and Dex on splenic lymphocyte apoptosis in control and ovalbumin (OA)-sensitized mice. RESULT S:AP and Dex induce lymphocyte apoptosis in control mice, but inhibit lymphocyte apoptosis in OA-sen sitized mice in vitro. The apoptosis rate was higher in OA-sensitized group than in the control group. AP application in vivo (100 mg/kg) enhanced the a poptosis of OA-sensitized lymphocytes, while Dex(40 mg/kg) inhibited the apoptos is of OA-sensitized lymphocytes. AP in vitro also inhibited the apoptosis of AP-pr etreated lymphocytes. Dex did not have any effect on the apoptosis of Dex-pretre ated lymphocytes.CONCLUSION::both AP and De x play an important part in modulating lymphocyte apoptosis, possibaly via diff erent machanism.
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    MeSH Lymphocytes; Mice; Hypersensitivity; Theophyline; Hormones

    茶碱和地塞米松用于治疗哮喘已有几十年的历史。茶碱被认为是一种 支气管扩张剂,但近年的研究认为,茶碱尚具有其它的作用机制,特别是对免疫系统的调节 作用日益引起人们的关注[1,2]。以往的实验发现,茶碱能够明显抑制淋巴细胞对 有丝分裂原的增殖作用,但对体内外淋巴细胞的调节作用未取得一致的结论。淋巴细胞的凋 亡对于淋巴细胞功能的调节具有重要的作用。本实验旨在观察在体和离体情况下茶碱对小 鼠脾淋巴细胞凋亡的影响,并与地塞米松进行比较。

    材料与方法

    一、卵蛋白致敏小鼠动物模型复制:

    采用BALB/c小鼠,雌雄兼有,6~8周龄,由中山医科大学动物中心提供。将实验动物随 机分为4组:1.致敏组:在第1和第14 d分别腹腔注射0.1%卵蛋白-氢氧化铝液0.1 mL,第 二次注射后14 d用1%卵蛋白生理盐水雾化吸入20 min,连续4 d。最后1次吸入后72 h处理动 物。2.致敏+氨茶碱组:致敏小鼠每次雾化吸入后肌肉注射氨茶碱(12.5 mg/mL)0.2 mL。3 .致敏+地塞米松组:致敏小鼠每次雾化吸入后肌肉注射地塞米松(5 mg/mL) 0.2 mL。4.生 理盐水对照组:用生理盐水代替卵蛋白和应用药物按致敏组处理动物。
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    二、小鼠脾淋巴细胞的体外处理:

    无菌获取小鼠脾淋巴细胞,制成细胞悬液,用RPMI-1640完全培养基调细胞浓度为2× 106/mL,按0.1 mL接种在96孔培养板,37℃,5%CO2条件下培养。氨茶碱和地塞米 松按不同稀释浓度每孔加入10 μL。培养48 h后进行凋亡细胞的检查。

    三、凋亡细胞的检测:

    试剂及操作主要依据Becton Dickinson procedure(Dual-colar staining for DNA ana lysis)[6]

    取培养细胞(每检测样本设复孔),用PBS(pH7.2~7.4)洗1次,用70%乙醇固定30 min, 然后用PBS洗2次,弃上清,保留约50 μL,加入50 μL RNAase(5 mg/mL)重悬沉淀细胞。再 加入0.5 mL碘化丙啶(PBS配成50 μg/mL), 4℃放置30 min后上机测定。凋亡细胞的检测采 用流 式细胞技术。流式细胞仪为B-D公司FACSCalibur。在前散射和侧散射的二维Dot-plot图中, 选定分析细胞主群,对DNA含量进行分析G0/G1期主峰前的DNA为凋亡细胞的DNA含量,结 果用%表示。分析系统采用Modfit LT DNA处理软件。
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    结 果

    一、致敏小鼠脾细胞凋亡及药物的在体作用:

    各组小鼠脾细胞体外培养48 h时的凋亡细胞百分率见表1。致敏小鼠脾淋巴细胞凋亡率 高于盐水对照组,应用氨茶碱进一步诱导淋巴细胞凋亡,而地塞米松明显抑制淋巴细胞的凋 亡。正常小鼠脾淋巴细胞凋亡的FACS分析图像见图1。
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    Fig 1 In vitro effect of different doses of aminophylline on s plenic lymphocyte apoptosis

    A:Dot-plot of SSC versus FSC; B:Dot-plot of FL2-A v ersus FL2-W; C, D, E, F show the histogram of DNA content versus cell count. C:c ontrol; D:AP(12.5 μg/mL); E:AP(125 μg/mL); F:AP(1250 μg/mL)

    图1 不同剂量氨茶碱对正常小鼠脾淋巴细胞凋亡的体外作用

    表1 卵蛋白致敏及药物处理小鼠脾淋巴

    细胞凋亡的FACS分析
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    Tab 1 FACS analysis of splenic lymphocyte apoptosis in ovabulmin

    (OVA)-sensitized and drug-treated mice (±s,n=4) Group

    Apoptotic death cells (%)

    Control

    4.58±0.15

    OVA-sensitized

    9.60±4.35*

    OVA+aminophylline
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    15.33±1.35*#

    OVA+dexamethasone

    5.48±2.30

    *P<0.05, vs control; #P<0.05, vs OVA-sensitized

    二、氨茶碱及地塞米松对正常小鼠脾淋巴细胞凋亡的量效关系:

    盐水对照组小鼠脾淋巴细胞体外培养48 h,在不同浓度药物作用下,淋巴细胞凋亡结果 见表2和图1。氨茶碱和地塞米松有诱导淋巴细胞凋亡的作用,并随药物浓度增加而加强。

    表2 茶碱及地塞米松对正常小鼠脾淋巴

    细胞凋亡的体外作用
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    Tab 2 In vitro effect of aminophylline and dexamethasone on

    splenic lymphocyte apoptosis in normal mice (±s,n=4) Drug

    Dose of drugs

    Apoptotic death

    cells(%)

    Aminophylline

    0

    4.58±0.15
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    12.5 μg/mL

    7.53±2.54*

    125 μg/mL

    12.17±3.86**

    1 250 μg/mL

    16.89±3.50**

    Dexamethasone

    0

    4.58±0.15

    2.5 μg/mL

    4.83±0.35
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    25 μg/mL

    6.49±1.25*

    250 μg/mL

    6.95±1.33*

    *P<0.05,** P<0.01, vs group without drug treatment

    表3 茶碱及地塞米松对卵蛋白致敏小鼠

    脾淋巴细胞凋亡的体外作用

    Tab 3 In vitro effect of aminophylline and dexamethasone

    on spleic lymphocyte apoptosis in OVA-sensitized mice (±s) Drug
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    Dose of drugs

    Apoptotic deat hcells(%)

    Aminophylline

    0

    9.60±4.35

    12.5 μg/mL

    9.25±2.33

    125μg/mL

    7.29±3.76

    1250μg/mL

    3.71±2.50**
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    Dexamethasone

    0

    9.60±4.35

    2.5μg/mL

    11.44±3.35

    25μg/mL

    2.84±1.74**

    250μg/mL

    4.77±2.54**

    **P<0.01,vs group without drug treatment

, http://www.100md.com     三、氨茶碱及地塞米松对致敏小鼠淋巴细胞凋亡的量效关系:

    致敏小鼠脾淋巴细胞体外培养48 h,在不同浓度药物作用下,其凋亡细胞百分率见表3 。氨茶碱和地塞米松只有在较大浓度时抑制淋巴细胞的凋亡。

    四、氨茶碱对氨茶碱处理组及地塞米松对地塞米松处理组小鼠脾淋巴细胞凋亡的 量效关系:

    地塞米松处理组的小鼠脾淋巴细胞体外培养48 h,不同浓度的地塞米松对淋巴细胞凋亡 无明显影响。而氨茶碱对茶碱处理过的脾淋巴细胞仍有抑制凋亡的作用见表4。

    表4 茶碱及地塞米松对在体药物处理组小鼠脾淋巴

    细胞凋亡的体外作用

    Tab 4 In vitro effect of aminophylline and dexamethasone
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    on splenic lymphocyte apoptosis in in vivo drug-treated mice (±s,n =4) Drug

    Dose of drugs

    Apopto tic death cells(%)

    Aminophylline

    0

    15.33±4.35

    12.5 μg/mL

    14.43±3.45

    125μg/mL
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    10.56±3.76*

    1 250μg/mL

    7.29±2.63**

    Dexamethasone

    0

    5.48±4.15

    2.5μg/mL

    4.45±2.35

    25μg/mL

    6.20±1.45

    250μg/mL
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    5.25±2.44

    *P<0.05, **P<0.01,vs group without drug treatment

    讨 论

    一、氨茶碱对小鼠脾淋巴细胞凋亡的作用:

    我们从淋巴细胞凋亡的角度出发,以探索茶碱对免疫系统的调节作用。结果发现,致敏 小鼠淋巴细胞凋亡明显增加。氨茶碱对正常小鼠脾细胞的凋亡有明显诱导作用,而对已致敏 小鼠脾细胞的凋亡显示抑制作用。在体的实验结果却不同,氨茶碱对致敏小鼠淋巴细胞仍显 示较强的凋亡诱导作用。Palayoor等[5]研究也发现,茶碱可增强射线诱导的T淋巴 瘤细胞的凋亡。茶碱如何调节细胞的凋亡,我们认为可能与其抑制磷酸二酯酶的活性进而导 致细胞内cAMP增加有关。有研究报道,淋巴细胞的凋亡及活化与细胞内的cAMP浓度有密切关 系。Gliotoxin活化淋巴细胞时伴有细胞内cAMP的降低,应用二丁酰-cAMP可逆转这种变化, 进一步提高Gliotoxin的浓度诱导淋巴细胞凋亡时,产生剂量依赖性的细胞内cAMP水平的增 加[3]。氨茶碱体内和体外的结果的迥异反映了氨茶碱在体应用对免疫系统的复杂 作用。因此认为,氨茶碱对不同功能状态的淋巴细胞表现为双相调节作用,即在淋巴细胞凋 亡增加时,表现为抑制作用;在凋亡较少时, 表现为诱导作用。这一结果对氨茶碱的临床应用提供了重要依据。但是,本实验应用的药物 剂量是否能真实反映临床用药情况,而且脾淋巴细胞由多种淋巴细胞组成,其在体内的免疫 作用各不相同,具体是哪一群体淋巴细胞凋亡都需要做进一步探索。
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    二、地塞米松对小鼠淋巴细胞凋亡的作用:

    地塞米松诱导淋巴细胞及其它免疫细胞凋亡已有较多的文献报道。本实验发现,体外地 塞米松可诱导正常脾淋巴细胞的凋亡,但对已致敏的淋巴细胞显示抑制作用,与氨茶碱的体 外作用相似,同样出现双相的调节作用。这种双相调节的机制尚不清楚。Meagher等[ 4]的研究也发现,地塞米松对嗜酸性粒细胞和嗜中性粒细胞凋亡的影响明显不同,体现 在诱导嗜酸粒细胞的凋亡和抑制嗜中性粒细胞 的凋亡,这一现象说明地塞米松本身对细胞的凋亡是一种调节作用而不是单纯的诱导作用。 其作用是否通过启动或抑制凋亡基因值得做进一步研究。在体应用地塞米松组小鼠脾淋巴 细胞在体外对地塞米松无明显作用,而在体未用地塞米松小鼠淋巴细胞对地塞米松产生反应 ,这可能是由于在体应用激素后完全封闭了淋巴细胞表面的糖皮质激素受体,即使体外再用 激素也不会产生反应。

    * 广州呼吸疾病研究所基金资助
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    参考文献

    1 Ward AJ, Mckenniff M, Evans JM, et al. Theophylline-an immu nomodulatory role in asthma Am Rev Respir Dis, 1993, 147(3):518.

    2 Jaffar ZH, Sullivan P, Page C, et al. Low-dose theophylline modulates T-lymphocyte activation in allergen-challenged asthmatics. Eur Respir J, 1996, 9 (3):456.

    3 Sutton P, Beaver J, Waeing P. Evidene that gliotoxin enhances lymphocy te activation and induces apoptosis by effects on cyclic AMP levels. Biochem Pha rmacol, 1995, 50(12):2009.
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    4 Meagher LC, Cousin JM, Seckl JR, et al. Opposing effects of glucocorti coids on the rate of apoptosis in neutrophilic and eosinophilic granulocytes. J Immunol, 1996, 156:4422.

    5 Palayoor ST, Macklis RM, Bump EA, et al. Modulation of radiation-induc ed apoptosis and G2/M block in murine T-lymphoma cells.Radiat Res, 1995, 141(3 ):235.

    6 Darzynkiewicz Z, Bruno S, Del BG, et al. Features of apoptotic cells m easured by flow cytometry. Cytometry, 1993, 13:795.

    (1998年3月18日收稿,1999年3月16日修回), 百拇医药