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编号:10271593
Lisofylline对肾炎鼠肾小球巨噬细胞白介素-1表达的影响
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 1999年第10期
     作者:蔡松敏 王海燕 李惊子

    单位:北京医科大学第一医院肾内科 北医大肾脏病研究所(北京 100034)

    关键词:肾小球肾炎;巨噬细胞;白介素-1

    中国病理生理杂志991026 摘要 目的:观察肾小球炎症时浸润的巨噬细胞(GMΦ)产生白细胞介素-1(IL-1)以及细胞信号传递抑制剂Lisofylline(LSF)的阻断作用。方法:采用加速型抗基底膜肾炎模型,分离提取肾炎鼠肾小球巨噬细胞(GMΦ),腹腔MΦ(P-MΦ)及正常鼠腹腔MΦ(N-PMΦ)作为对照,胸腺细胞增殖法测定MΦ IL-1的活性,Northern杂交检测MΦ IL-1β mRNA的表达。结果:GMΦ在脂多糖(LPS)刺激后其IL-1活性显著高于N-PMΦ和P-MΦ的IL-1活性(P<0.01);LSF可抑制GMΦ IL-1的活性,呈剂量依赖性(15 μmol/L时P<0.01, 25 μmol/L时P<0.001);GMΦ IL-1β mRNA的表达高峰在6 h,12 h,24 h渐下降,各时间点均高于P-MΦ。LSF在各时间点均可抑制GMΦ IL-1β mRNA的表达。结论:肾小球肾炎时肾小球内浸润的MΦ在炎症状态下处于激活状态,产生IL-1,加剧炎症反应;LSF可从转录水平上抑制GMΦ IL-1的表达,为临床防治肾小球肾炎提供了新的途径。
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    Influence of lisofylline (LSF) on IL-1 production of

    macrophages (MΦ) derived from rat model of glomerulonephritis

    CAI Song-Min,WANG Hai-Yan,LI Jing-Zi

    Institute of Nephrology,Beijing Medical University,Beijing (100034)

    Abstract AIM:To observe IL-1 production of glomerular MΦ (GMΦ) derived from glomerulonephritis model,and inverstigate the effect of LSF (1 μmol/L,5 μmol/L,15 μmol/L,25 μmol/L),an inhibitor of phosphatidic acid,which block partial cell signal transduction pathways,on the IL-1 production of GMΦ.METHODS:Rat model of accelerated anti-basement membrane glomerulonephritis was adopted.GMΦ were isolated using a sterile sieving technique.Own peritoneal MΦ of model rats (PMΦ) and normal peritoneal MΦ (N-PMΦ) were also obtained as control.IL-1 activity was detected by thymocyte proliferation.IL-1 mRNA was detected by Northern blot.RESULTS:IL-1 activity of the supernatant of GMΦ were significantly higher than that of the N-PMΦ's and P-MΦ's(P<0.01).Pretreatment with LSF,IL-1 activity of GMΦ were lower and showed dose dependent (15 μmol/L,P<0.01; 25 μmol/L,P<0.01).IL-1β mRNA expression of GMΦ were higher than that of P-MΦ,LSF can inhibit the IL-1β mRNA expression of GMΦ.CONCLUSION:LSF can inhibit the overactivity of infiltrated GMΦ in producing IL-1,and may be of use for clinical intervention in glomerulonephritis.
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    MeSH Glomerulonephritis; Macrophages; Interleukin-1

    单核/巨噬细胞(macrophages,MΦ)在多种肾脏疾病中的作用正日益受到重视[1]。肾小球肾炎时肾小球内浸润的MΦ能产生多种细胞因子,其中白介素-1(IL-1)是最重要的细胞因子之一。我们曾利用大鼠加速肾毒血清肾炎模型,成功地分离了肾小球内浸润的MΦ,观察其在炎症时能产生IL-1和羟自由基,IL-1又能进一步刺激肾小球巨噬细胞(glomerular macrophages,GMΦ)产生更多的羟自由基,这一肾小球内的局部恶性循环,在肾炎发病机制中可能起着重要作用[2]。本研究在前一实验基础上,使用细胞信号传递抑制剂Lisofylline(LSF)抑制GMΦ表达IL-1 β,探讨肾小球肾炎治疗的新途径。

    材料与方法

    一、加速抗肾小球基底膜(glomerular basement membrane GBM)肾炎模型的制备:
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    参照Boyce等[3]方法加以改进,其主要步骤为:

    1.大鼠GBM的制备。

    2.抗大鼠GBM血清的制备:血清效价在1∶64以上,含兔IgG 12.16 g/L。

    3.大鼠加速抗GBM肾炎模型的制作 取雄性SD大鼠12只,体重150~200 g,模型组和正常组各6只。正常兔IgG(4 mg)预免疫6 d后尾静脉注射兔抗鼠GBM血清(1 mL/100 g体重),分别于第24 h及第72 h测24 h尿蛋白量。肾组织切片HE、PASM-MASSON复染,冰冻切片羊抗兔IgG免疫荧光检查,电镜检查。

    二、肾小球MΦ的分离及鉴定:

    根据文献[4]及我们的预实验,发现注射抗大鼠GBM血清后72 h,肾小球内浸润的MΦ达高峰,故在此时分离提取肾小球MΦ。台盼蓝拒染试验检测MΦ活性,非特异性脂酶染色及抗KP-1(巨噬细胞特异性分化抗原)单克隆抗体细胞免疫化学法鉴定MΦ的纯度。另外,PBS灌洗并分别培养、收集贴壁的正常鼠腹腔MΦ(N-PMΦ)及肾炎鼠腹腔MΦ(P-MΦ),相同条件下作为对照。
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    三、GMΦ表达IL-1及LSF的抑制作用:

    用10%FCS1640液调GMΦ、P-MΦ、N-PMΦ浓度为109/L,加入24孔板内,每孔0.5 mL每组6孔。孵育待其重新贴壁后加入脂多糖(LPS,Sigma公司)10 mg/L刺激,对照组未加刺激,继续孵育24 h。收集上清液离心,胸腺细胞增殖反应法测定IL-1活性。为研究LSF对MΦ产生IL-1抑制作用,在加入LPS前先用LSF预处理30 min,浓度分别为1 μmol/L,5 μmol/L,15 μmol/L,25 μmol/L,以下步骤同。实验重复3次。

    四、Northern杂交:

    收集培养的P-MΦ(未加刺激)、P-MΦ+LPS组(6 h,12 h,24 h)、GMΦ+LPS组(6 h,12 h,24 h)、GMΦ+LSP(25 μmol/L)+LPS组(6 h,12 h,24 h)细胞,异硫氰酸胍-酚-氯仿一步法抽取总RNA变性电泳、转膜、预杂交、杂交、洗膜、放射自显影、显影、定影[5]。用[α-32P]-dCTP标记的鼠IL-1 β cDNA探针(420 bp,EcoRI/PvuⅡ片段,质粒由美国Vanderbilt大学管又飞博士惠赠)进行杂交,β-actin(330 bp)作为内参照,以校正RNA上样量。结果用IBAS-2000图像分析系统进行光密度扫描。
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    结果

    一、动物模型:

    1.注射抗GBM血清后,大鼠尿蛋白排出量见表1。

    表1 肾炎鼠24 h尿蛋白量

    Tab 1 24h urinary protein excretion of model rats (mg/24h,n=6) Group

    1st 24h

    3rd 24h

    Model

    306.7±216.0*

    690.3±194.0**△△
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    Control

    13.7±5.6

    13.9±5.3

    *P<0.05,**P<0.01,vs control group,△△P<0.01,vs 1st 24h

    2.肾组织学检查:肾脏大体标本可见模型组较肾炎组肾脏体积略增大,表面“蚤咬状”出血点。兔IgG荧光抗体沿肾小球毛细血管壁呈线样沉积。光镜下肾小球内细胞数明显增多(85.4±12.5,正常组48.9±11.5,P<0.05),肾小球毛细血管内血栓形成。电镜检查示肾小球毛细血管内血栓形成,基底膜疏松化和不规则增厚,基底膜内电子致密物沉积,毛细血管和间质内大量MΦ浸润。

    二、MΦ的活性及鉴定:

    分离的所有MΦ成活率>98%,非特异性脂酶染色显示GMΦ纯度>95%,KP-1阳性率>95%。
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    三、GMΦ表达IL-1及LSF抑制作用的蛋白水平研究:

    胸腺细胞增殖实验法结果显示:N-PMΦ在正常情况下IL-1表达量很少,N-PMΦ和P-MΦ经LPS刺激后可表达一定量的IL-1;LPS未刺激的GMΦ其上清液IL-1活性稍高于N-PMΦ和P-MΦ,LPS刺激后显著高于N-PMΦ和P-MΦ组。LSF在不同剂量下均能抑制GMΦ产生IL-1,呈剂量依赖性(图1)。

    Fig 1 Effect of LSF on the IL-1 activity of GMΦ

    1: N-PMΦ; 2: N-PMΦ+LPS; 3: P-MΦ; 4: P-MΦ+LPS; 5: GMΦ; 6: GMΦ+LPS; 7.8.9.10:GMΦ+LPS+LSF(1 μmol/L,5 μmol/L,15 μmol/L,25 μmol/L) *P<0.01,vs 1,3,5 groups; #P<0.01,vs GMΦ+LPS groups
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    图1 LSF对肾小球巨噬细胞IL-1活性的影响

    四、核酸水平研究:

    Northern结果显示:P-MΦ基础状态下仅表达一定水平的IL-1β mRNA,LPS刺激后表达迅速上调,6 h达高峰,12 h、24 h渐下降。GMΦ在LPS刺激后其表达IL-1β mRNA的时相与P-MΦ的时相一致,但表达量均高于P-MΦ。LSF(25 μmol/L)预处理的GMΦ经LPS刺激后,其IL-1β mRNA表达均明显下调(图2)。

    Fig 2 Effect of LSF on the IL-1β gene expression (Northern blot)

    1: P-MΦ; 2.3.4:P-MΦ+LPS(6h,12h,24h);5.6.7:GMΦ+LPS(6h,12h,24h);
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    8.9.10: GMΦ+LPS+LSF(25 μmol/L,6h,12h,24h)

    图2 Northern 杂交示LSF对GMΦ IL-1β mRNA表达的影响

    讨论

    随着人们对肾小球肾炎发病机制的进一步认识,对MΦ在肾小球肾炎中的作用的研究日益深入。MΦ不仅参与急性肾小球肾炎的发病过程,而且与肾小球硬化以及间质慢性纤维化有密切关系。我们以及国外的研究显示,肾小球肾炎时肾小球内浸润的MΦ可产生多种炎症介质包括多种细胞因子、生长因子、活性氧以及一氧化氮等[1~3,5,6],说明MΦ在肾小球以及间质炎症中是很活跃的炎症细胞。

    单核/MΦ是IL-1的最主要来源,而IL-1在肾小球肾炎中的作用已被公认。本研究分离肾小球内MΦ,显示MΦ浸润到肾小球后可产生IL-1,促进炎症进一步发展,这对阐明肾小球肾炎发病机制具有重要意义。
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    如何阻断MΦ在肾小球肾炎中的作用是目前肾脏病防治中一个较为突出的问题。X线照射或抗MΦ抗体消耗MΦ可减轻实验动物蛋白尿[1,5]。但临床应用存在困难。磷脂酸是细胞膜磷脂代谢的中间产物,细胞在基础状态下仅有极微量的磷脂酸产生,而在激活过程呈几十倍地增加,产生的磷脂酸在细胞内起信使样作用,介导细胞效应。磷脂酸抑制剂可抑制磷脂酸的产生,阻断部分细胞内信号传递,从而抑制细胞生物活性。目前国外对这方面的研究较为深入,其中第一类抑制剂LSF(CT-1501R)已进入临床Ⅲ期。它是强有力的溶血磷脂酸酰基转移酶抑制剂,可减少第一类磷脂酸PA1α(磷脂酸的主要成分)的产生,下调多种细胞因子(如IL-1,IL-6,TNFα等)的产生,呈剂量依赖性[7,8]。国外有学者将LSF用于以MΦ浸润为主的肾炎模型,发现它可显著减轻肾炎鼠的蛋白尿,减少MΦ氧自由基的产生[9],但所作的是整体实验。本研究分离炎症状态下的巨噬细胞,从细胞和分子水平显示LSF可抑制炎症状态下MΦ IL-1的产生,这种抑制是在基因转录水平上的抑制。这对于阐明LSF的作用机制具有重要意义。
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    LSF作为一种细胞信号传递抑制剂,它能抑制MΦ细胞内信号传递途径,减少MΦ产生的重要炎症介质IL-1,为临床防治肾小球肾炎提供了新的措施。

    参考文献

    1 Cattel V.Macrophages in acute glomerular inflammation.Kidney Int,1994,45:945.

    2 王 丽,李惊子,赵志辉,等.大鼠肾小球巨噬细胞产生白介素-1及氧自由基在肾小球损伤中的作用.中国病理生理杂志,1996,12:369.

    3 Boyce NW,Tipping PG,Holdworth SR.Glomerular macrophages produce reactive oxygen species in experimental glomerulonephritis.Kidney Int,1989,35:778.
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    4 Tipping PG,Holdsworth SR.Isolation and characteration of glomerular macrophages in experimental glomerulonephritis.Immunol Cell Biol,1988,66:147.

    5 Diamond JR,Kees-Folts D,Ding G,et al.Macrophages,monocyte chemoattractant peptide-1,and TGF-β1 in experimental hydronephrosis.Am J Physiol,1994,266(Renal Fluid Electrolyte Physiol 35):F926.

    6 Tesch GH,Nicolic-Paterson DJ,Lan HY.Do macrophages participate in mesangial cell proliferation Nephrology,1997,3:501.
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    7 蔡松敏,王海燕.磷脂酸抑制剂在细胞信号传递中的作用及其应用进展.国外医学泌尿系分册,1997,17:40.

    8 Rice GC,Rosen J,Weeks R,et al.CT-1501R selectively inhibits induced inflammatory monokines in human whole blood ex vivo.Shook,1994,1:254.

    9 Brandt J,Bursten S,Pippin J,et al.Beneficial effects of a drug which inhibits cytokine effects in a macrophage (MΦ) mediated model of glomerulonephritis (GN).J Am Soc Nephrol,1994,5:776.

    (1998年3月11日收稿,1998年6月15日修回), 百拇医药