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IL-12对狼疮肾炎PBMC中信号传递分子STAT3、STAT4的作用

2022-07-29
来源:求医网
摘要目的:为了探讨IL-12对狼疮肾炎PBMC发挥生物学作用的细 胞 内信号传递机制。方法:采用MTT、免疫沉淀、免疫印迹等方法,检测I L-12对PBMC增殖及STAT3、STAT4的作用 ,并比较在狼疮肾炎活动期、静止期的差别。结果:发现与正常人对照 及静止期相比,IL-12对活动期PBMC不需要IL-2的预诱导,可促进PBMC增殖并在短时间内 激活 STAT3、STAT4,而IL-2对STAT4无作用。结论:表明IL-12对PB M C的作用可通过STAT3、STAT4途径发挥,活动期PBMC存在异常活化,这可能是IL-12促 进狼疮肾炎PBMC参与发病的细胞内机制之一。

中国图书分类号R392.12

Effects of IL-12 on signal transduction molecules STAT3 and STAT4 in PBMC i n lupus nephritis

LI Qing-GangLI You-JiLI Zhi-Jian

(Department of Nephrology and Ins titute of Nephrology, The First Affiliated Hospital, San Yat-Sen University of Medica l Sciences, Guangzhou 510080)

AbstractObjective:To investigate the mechanism of signa l transduction of IL-12 on periph eral blood mononuclear cell (PBMC) in lupus nephritis (LN).MethodsThe authors measured proliferation of PBMC by MTT. STAT3 and STAT4 were detected by immunoprecipa tion and Western Blot Technique. Results:In contrast to norma l group and the static stage of LN, IL-12 alone stimulated DNA synthesis and activated STAT3 and ST AT4 in absence of IL-2 in short time in PBMC in the active stage of LN, wherease I L-2 had no effect on STAT4 but STAT3.ConclusionThe e ffe ct of IL-12 in PBMC may be mediated through the activation of STAT3 and STAT4, PBMC may have been abbe rant ly activated in the active stage of LN, which may be a mechanism of IL-12 to ta ke part in the pathogenesis of LN.

Key wordsSignal transductionLupus nephritisInterl eukin-12PBMC

狼疮肾炎外周血单个核淋巴细胞(PBMC)的异常增生、分化,产生多种活性物质、分泌过多自 身抗体是其致病的重要环节。最近国外报道,IL-12可对正常人B、T淋巴细胞在IL-2、SA 等诱导作用下发挥重要作用[1,2]。然而,对狼疮肾炎PBMC异常生物学行为的细胞 内信号传递 机制至今未见报道。信号的转录子和活化子(signal transducers and activators of tran scription, STAT)中STAT3、STAT4是IL-12的信号传递途径[3],故在 本研究中,我们对IL-2 诱导或未诱导的正常人、LN活动期、静止期是否发生异常活化进行测定,试图对IL-12在狼 疮肾炎PBMC中作用的细胞内信号传递机制进行探讨,以期深化对LN发病过程中IL-12作用机 制的认识。

1材料与方法

1.1试剂IL-12购自Pepro Tech公司,IL-2、PHA购自北京中山生物 技术公司。STAT3、STAT4及其他蛋白测定试剂均购自Santa Cruz公司。MTT、蛋白酶抑制剂均购自Sigma公司,电泳分子量标准 品购自New England公司,化学发光试剂购自北京医科大学引航医学生物技术研究所。

1.2方法

1.2.1PBMC分离培养选取LN活动期、静止期患者各10例、正常人对照5 例 ,按常规方法抽取10 ml静脉血,肝素抗凝分离PBMC作培养,0.2%台盼蓝计数存活>95%。

1.2.2 细胞因子对PBMC的刺激在STAT3、STAT4测定实验中,对LN 活动期、静止期、正常对照组PBMC分别给予0,100 U/ml IL-2预诱导24 h。然后分组 给 予10ng/ml IL-12于37℃刺激30 min。另一组给未用IL-2预诱导的LN活动期PBMC以2,5 ,10 ng /ml IL-2刺激5,15,30,60,120 min。

1.2.3 STAT3、STAT4的测定将培养的细胞,用含蛋白酶抑制剂的 RIPA细胞裂解液(1×PBS,10%NP40,0.5%脱氧胆酸钠,1 μg/ml PMSF,30 μl/ml抑 肽酶,0.1 mmol/L钒酸钠)裂解2 h,离心,将上清液测定蛋白含量。然后用抗STAT3、抗S TAT4(抗C-末端)免疫沉淀,过夜,最后离心提取蛋白沉淀经100℃ 2 min变性,贮存于-2 0℃冰箱备用。经SDS-PAGE电泳、转膜,用化学发光方法检测磷酸化信号 传递蛋白,可在92,94 kD处各出现一条带。然后将膜置于洗膜中60℃,洗膜30 min,再 利用抗STAT3、STAT4(N-末端)对膜进行孵育。每组实验重复3次。

1.2.4 PBMC增殖测定采用MTT法检测PBMC增殖,按上述分LN活动期、 静止期及正常对照分组分别加入IL-2(100 U/ml),IL-12(10 ng/ml),IL-2(100 U/ml)+I L-12(10 ng/ml)刺激4 d,同时设阴性空白对照,加入MTT培养4 h后,用20%SDS,50%二甲 基酰胺 ,pH5.0溶解液终止反应,在2400酶标仪测570~630 nm吸光光度值,以空白对照为标准, 评价各组的PBMC增殖。

1.2.5统计学方法结果以±s表示,各组比 较用t检验,以P<0.05为差异有显著性。

2结果

2.1PBMC增殖正常人对照,狼疮肾炎PBMC对IL-2都有反应,而IL- 12 只对LN活动期增殖反应显著,IL-2+IL-12对三者皆有明显促增殖作用,尤以活动期显著( 图1)。

图1IL-12、IL-2、IL-12+IL-2对LN、正常对照PBMC增殖

Fig.1IL-12,IL-2 and IL-12+IL-2 stimulated PBMC

proliferation in LN and normal group

2.2PBMC的STAT3,STAT4酪氨酸磷酸化于0~120 min单独用IL - 12(5~10 ng/ml)刺激活动期PBMC的结果见图2。单独用IL-12可使LN活动期STAT3、STAT4 在30 min时合成最强,并且以10 ng/ml浓度刺激的带型最强,120 min后带型消失,从图3 看出单独IL-12对静止期相对作用较弱,正常人无作用。联合应用IL-2+IL-12,正常对 照、LN活动期、静止期在30 min仍最强。

图2不同浓度的IL-12刺激LN活动期PBMC中STAT4 、STAT3的酪氨酸磷酸化

Fig.2Different concentration of IL-12 induces tyrosine

phosphorylatio n of STAT4 and STAT3 in PBMC in the active stage of LN

图3IL-2、IL-12、IL-2+IL-12对LN、正常对照PBMC刺激30min

诱导STAT4和STAT3酪氨酸磷酸化

Fig.3IL-2, IL-12 and IL-2+IL-12 induce tyrosine phosphorylation

of S TAT4 and STAT3 in PBMC in LN and normal control for 30 min

3讨论

IL-12主要是由T、B淋巴细胞和单核-巨噬细胞产生的,具有多种炎症作用,包括促进IFN -γ的产生,抑制IL-10、IL-11等的合成[4,5],其对Th前体细胞向Th1分化不 可缺少 ,通过调节Th1/Th2平衡,发挥免疫调节作用[6],此外,有报道IL-12 对SA、IL-2诱导的正常T、B淋巴细胞有促增殖、分化作用[1,2]。然而,尽管IL -12在体外对正常T、B等淋巴细胞的免疫炎症过程的重要作用已有些研究,但在狼疮患者IL -12作用的内在机制尚未有报道。

我们在实验中发现,单独IL-12对正常人PBMC无增殖作用,而与IL-2可共同刺激增殖,这 提示其生物学作用需IL-2诱导才能发挥。Gately等认为:在低浓度IL-2诱 导下,介导促进IL-2受体表达,导致IL-12诱导PBMC等亚群的增殖,另外,IL-12还可通 过诱导细胞因子如INF-γ、IL-2等的释放,促进静止PBMC对IL-2反应[6]。而L N患者PBMC,尤其是活动期,可能由 于PBMC已经在体内被多种炎症因子预刺激促进了IL-12R受体表达,或其本身存在异常,故 可直接对IL-12发生增殖反应。

许多的研究证实,在正常细胞,IL-12发挥生物学作用可通过STAT3,STAT4途径实现 ,并且STAT4只有IL-12才能激活[3]。IL-12与受体结