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BET蛋白抑制剂JQ1对MRL/lpr狼疮小鼠外周B细胞分化的影响

  2023-07-11    253  上传者:管理员

摘要:探讨BET蛋白抑制剂JQ1对MRL/lpr狼疮小鼠外周B细胞分化的影响及其治疗作用。方法:12周龄MRL/lpr小鼠分别腹腔注射JQ1 50 mg/(kg•d)或10%DMSO;每2周检测24 h尿蛋白定量;6周后检测血清中尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)、补体C3、补体C4、抗ds-DNA抗体、ANA及IgG、IgG1、IgG2a、IgM等免疫球蛋白水平;PAS染色观察肾脏组织病理学改变,免疫荧光染色观察IgG和C3免疫复合物沉积情况。利用流式细胞术检测小鼠B细胞各亚群细胞的比例;RT-qPCR检测脾脏prdm1 mRNA表达水平。结果:与DMSO组相比,JQ1治疗组小鼠24 h尿蛋白定量显著减少,血清BUN、Cr水平明显降低,补体C3、C4水平明显升高,抗ds-DNA抗体、ANA以及IgG、IgG1、IgG2a和IgM等免疫球蛋白水平明显降低;此外,JQ1治疗组小鼠肾小球、肾血管的病理损害程度均明显减轻,肾脏IgG和C3免疫复合物沉积显著减少。同时,JQ1治疗组小鼠脾脏、淋巴结、外周血B细胞中浆细胞和记忆B细胞亚群的比例显著下降;JQ1治疗亦显著抑制狼疮小鼠B细胞内调节浆细胞分化的关键转录因子prdm1 mRNA表达。结论:BET蛋白抑制剂JQ1对MRL/lpr狼疮小鼠具有显著的治疗作用,通过抑制Blimp1表达进而调节浆细胞分化可能是其发挥治疗作用的机制之一。BET蛋白可能是SLE治疗的新靶标。

  • 关键词:
  • BET蛋白抑制剂
  • B细胞
  • MRL/lpr狼疮小鼠
  • SLE治疗
  • 系统性红斑狼疮
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系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)是一种累及多系统、多器官的自身免疫性疾病,以产生大量针对细胞核成分的自身抗体及循环免疫复合物为特征[1]。近年来研究表明B细胞的异常活化及浆细胞的异常分化在SLE的发病中起着至关重要的作用[2]。BET蛋白(包括BRD2、BRD3、BRD4和BRDT 4个亚型)是组蛋白乙酰化标记的识别器,对基因转录具有重要的调控作用[3]。近年越来越多的研究显示BET蛋白参与调节免疫和炎症反应[4];BET蛋白抑制剂通过特定基因启动子区域的染色质重排,参与调节T细胞、巨噬细胞等免疫细胞介导的免疫炎症反应[5]。但BET蛋白是否通过调控SLE发病环节中的关键细胞B细胞,从而参与SLE的发病目前仍不清楚。据此,本研究将利用MRL/lpr狼疮小鼠模型,研究BET蛋白特异性抑制剂JQ1对狼疮小鼠B细胞亚群分化的影响及其治疗作用。


1、材料与方法


1.1材料

1.1.1动物

雌性MRL/lpr小鼠(SPF级),12周龄,购于上海斯莱克实验动物有限公司。动物饲养在中山大学实验动物中心SPF级动物房。本研究获得中山大学附属第一医院医学伦理委员会审核批准[伦审(2018)189号]。动物实验过程中遵循各项动物伦理要求,注重保障动物福利。

1.1.2试剂

JQ1购于美国Selleck公司;DMSO、RPMI1640培养基购于美国Sigma公司;尿蛋白定量测定试剂盒、血清肌酐检测试剂盒、血清尿素氮测定试剂盒均购于南京建成;血清补体C3、C4、ANA、抗ds-DNA抗体及免疫球蛋白测定试剂盒购于武汉华美生物;FITC标记兔抗小鼠IgG单克隆抗、FITC标记羊抗小鼠C3单克隆抗体均购于英国Abcam公司;胎牛血清购于美国Gibco公司;Ficoll-Paque购于美国GE公司;BD IMagTM buffer、Biotinylated Mouse B Lymphocyte Enrichment Cocktail、BD IMagTM Streptavi‐din Particles Plus-DM均购于美国BD公司;LPS购于法国InvivoGen公司;rIL-4购于美国PeproTech公司;逆转录试剂盒、SYBR荧光定量PCR试剂盒均购于日本TaKaRa公司;流式抗体购于美国Biolegend公司;PCR引物由上海生物工程有限公司合成,所有引物序列见表1。

1.2方法

1.2.1小鼠分组及处理

将MRL/lpr小鼠随机分为2组,分别为模型对照组(DMSO组)15只小鼠、JQ1治疗组12只小鼠。从12周龄开始JQ1治疗组腹腔注射JQ1 50 mg/(kg·d)[6],模型对照组每天腹腔注射10%DMSO,治疗时间持续6周。

1.2.2测定24 h尿蛋白定量(CBB法)

每2周使用代谢笼留取MRL/lpr小鼠24 h尿,采用CBB法测定尿蛋白,采用酶标仪于波长596 nm测吸光度值。

1.2.3测定血清BUN、Cr定量

按照肌酐检测试剂盒、尿素氮测定试剂盒说明书测定血清BUN、Cr含量。

1.2.4 ELISA法

利用ELISA法检测血清补体C3、C4、ANA、抗ds-DNA抗体及免疫球蛋白水平,按照ELISA说明书进行。

1.2.5 PAS染色及免疫荧光染色

水化4μm厚切片,0.5%高碘酸氧化切片5 min,流动水持续冲洗2 min,双蒸水浸泡,加入无色品红于室温避光孵育15 min,滴洗0.5%偏重亚硫酸钠孵育,Mayer苏木素染核2 min,流动水冲洗10 min,脱水,二甲苯透明,中性树脂封片。4μm厚冰冻切片组织,室温PBS水化10 min,用5%山羊血清室温封闭30 min,加入1∶200稀释的FITC标记兔抗小鼠IgG单克隆抗体或FITC标记羊抗小鼠C3单克隆抗体50μl,37℃水浴,避光条件下孵育30 min,PBS洗涤,甩干后封片。

1.2.6肾脏病理损害评分

肾小球病理损害程度评估,按0~3分半定量计分方法[7],每只小鼠标本至少评价40个连续非重叠的肾小球(×400),采用盲法评分,最终评分以表示;肾血管病理损害程度评估,按0~3分半定量计分方法[8],每个标本的所有血管进行评估,采用盲法评分,最终评分以xˉ±s表示。

表1引物序列 

1.2.7单个核细胞悬液的制备

1.2.7. 1小鼠淋巴结或脾脏单个细胞悬液的制备

摘取肠系膜淋巴结或脾脏置于培养皿中,仔细研磨淋巴结或脾脏,用预冷的PBS冲洗并将全部液体收集于15 ml离心管中,4 000 r/min离心5 min,弃上清,保留沉淀,用含10%FBS的RPMI1640培养基重悬细胞。

1.2.7. 2小鼠外周血单个核细胞的制备

取小鼠外周血1 ml,采取密度梯度离心(Ficoll-Paque)法分离外周血单个核细胞,收集白色窄带层于离心管中,PBS洗涤2次,用RMPI1640培养基将细胞重悬并定容。

1.2.8小鼠脾脏B淋巴细胞磁珠分选纯化

使用BD IMagTM buffer重悬细胞,加入Biotinylated Mouse B Lymphocyte Enrichment Cocktail,室温孵育15 min,用10倍体积的BDIMagTMbuffer洗涤,加入BD IMagTM Streptavidin Particles Plus-DM,室温孵育30 min,过磁力架6~8 min,吸取上清,放入新的流式管,重复上述步骤2次得到上清液,经流式细胞仪检测B细胞纯度>95%,用于后续实验。

1.2.9小鼠脾脏B细胞体外培养

将纯化的小鼠脾脏B细胞以含10%FBS的RPMI1640培养基重悬(1×106个/ml),接种于48孔平底细胞培养板,加入LPS (10μg/ml),rIL-4 (10 ng/ml),体外培养72 h后用于后续实验。

1.2.10小鼠脾脏B细胞prdm1 mRNA检测

1.2.10. 1 RNA提取与逆转录

将B细胞悬液收集入无RNA酶、无菌的1.5 ml EP管中,离心后保留沉淀。Trizol法提取细胞总RNA,核酸定量仪测定RNA的浓度与质量。依照逆转录试剂盒说明书配制逆转录体系,将RNA逆转录为cDNA,将cDNA用灭菌ddH2O稀释至合适倍数,-80℃保存。

1.2.10. 2 RT-qPCR方法检测prdm1表达

采用TaKaRa公司的SYBR荧光定量PCR试剂盒,参照说明书配制反应体。采用三步法进行PCR反应,将靶基因出峰的循环数(Ct值)与内参基因(β-actin)进行比较,计算各目的基因的相对表达水平。

1.2.11流式细胞术表面分子染色

收集单细胞悬液,PBS洗涤,按1∶200稀释流式抗体,每个样品加入0.5μl流式抗体,于4℃避光孵育30 min,终止染色,500μl PBS重悬细胞,流式细胞仪进行检测。

1.3统计学分析

所得数据用SPSS18.0软件进行统计学分析,计量资料用表示,多组数据间差异比较采用方差分析,两组间比较采用LSD-t检验,以P<0.05表示差异有统计学意义。


2、结果


2.1 JQ1对MRL/lpr小鼠蛋白尿的影响

MRL/lpr小鼠经治疗4周后,与DMSO组相比,JQ1治疗组24 h尿蛋白定量均有减少,经治疗6周后,JQ1治疗组与DMSO组相比,24 h尿蛋白定量明显减少(图1)。

2.2 JQ1对MRL/lpr小鼠肾功能的影响

MRL/lpr小鼠经治疗6周后,与DMSO组相比,JQ1治疗组血清BUN及Cr水平均显著降低(P<0.05,图2)。

2.3 JQ1对MRL/lpr小鼠血清补体C3、C4、ANA及抗ds-DNA抗体的影响

MRL/lpr小鼠治疗6周后,经ELISA检测血清补体C3、补体C4、ANA及抗dsDNA抗体水平发现,JQ1治疗组补体C3、C4水平均明显高于DMSO组,而ANA及抗ds-DNA抗体水平均显著降低(图3)。

2.4 JQ1对MRL/lpr小鼠血清免疫球蛋白水平的影响

MRL/lpr小鼠治疗6周后,ELISA检测血清IgG、IgG1、IgG2a、IgM水平发现,与DMSO组相比,JQ1治疗组血清IgG、IgG1、IgG2a、IgM水平均显著降低(图4)。

2.5 JQ1对MRL/lpr小鼠肾脏组织病理学的影响

MRL/lpr小鼠肾脏组织PAS染色后,观察肾小球细胞增殖和(或)细胞浸润及肾血管病理损害程度并对其评分发现,与DMSO组对比,JQ1治疗组肾小球、肾血管的病理损害程度均明显减轻,肾小球、肾血管病理学评分均显著低于DMSO组(图5)。

图1 JQ1对MRL/lpr小鼠24 h蛋白尿的影响 

图2 JQ1对MRL/lpr小鼠肾功能的影响 

图3 JQ1对MRL/lpr小鼠血清补体C3、C4、ANA、anti-ds-DNA抗体的影响  

图4 JQ1对MRL/lpr小鼠血清免疫球蛋白水平的影响  

图5 JQ1对MRL/lpr小鼠肾脏组织病理学的影响 

2.6 JQ1对MRL/lpr小鼠肾脏IgG和C3沉积的影响

MRL/lpr小鼠肾脏组织免疫荧光染色后,观察肾脏组织中IgG和C3的沉积情况发现,DMSO组肾脏组织中可见大量的呈颗粒状IgG和C3沉积于肾小球毛细血管壁、系膜区,而JQ1治疗组肾脏IgG和C3的沉积显著减少(图6)。

2.7 JQ1对MRL/lpr小鼠体内B细胞各亚群分化的影响

如图7所示,分离各组小鼠的脾脏(spleen,SP)、淋巴结(lymph node,LN)、外周血(peripheral blood,PB)组织中的单个核细胞,利用流式细胞术分析B细胞中各亚群细胞比例。结果表明,与DMSO组相比,JQ1治疗组小鼠体内各器官中CD19+CD138+浆细胞亚群的比例均明显减少,同时也显著降低B220+IgD-CD38+记忆B细胞亚群的比例。

图6 JQ1对MRL/lpr小鼠肾脏IgG和C3沉积的影响  

图7 JQ1对MRL/lpr小鼠体内B细胞各亚群分化的影响 

图8 JQ1对MRL/lpr小鼠体内B细胞prdm1 mRNA表达的影响  

2.8 JQ1对MRL/lpr小鼠B细胞prdm1 mRNA表达的影响

结果发现,与DMSO组相比,JQ1治疗组小鼠脾脏B细胞中prdm1 mRNA表达水平显著降低(图8),提示JQ1抑制MRL/lpr小鼠体内浆细胞分化可能与其抑制B细胞中Blimp1表达有关。


3、讨论


SLE是以多器官功能受损为特征的全身性自身免疫性疾病[1]。约50%以上的SLE患者有肾损害的临床表现,肾脏受累可出现血尿和(或)蛋白尿、水肿、高血压,伴或不伴肾功能受损,肾衰竭是SLE患者病死的常见原因。免疫复合物形成与沉积是引起SLE肾损害的主要机制[9]。

MRL/lpr小鼠最早由MURPHY和ROTHS建立于1979年[10,11,12,13]。MRL/lpr小鼠体内多种自身抗体的产生,循环免疫复合物的沉积,脾脏及淋巴结的肿大等一系列的表现,类似于人类SLE及狼疮性肾炎的表现,是目前研究SLE及LN最常见的自发性动物模型之一。

越来越多的研究显示BET蛋白可能参与调节免疫和炎症反应。研究显示,BRD2、BRD4与巨噬细胞中炎症细胞因子基因的启动子相结合,直接调控巨噬细胞炎症因子的表达和炎症反应,siRNA下调BET蛋白或小分子抑制剂JQ1以阻止BET蛋白与组蛋白相结合,可以抑制巨噬细胞的炎症反应[14];更为重要的是,BET蛋白可以调节炎症和免疫性相关的肾损害。有研究发现,特异性BET蛋白抑制剂可以有效地下调肾细胞TNF-α介导或HIV感染介导的NF-κB信号通路的活化,进一步抑制NF-κB介导的炎症反应和肾损害[15];BET蛋白抑制剂可以有效改善病理性纤维化反应,延缓小鼠单侧输尿管结扎术后诱发肾纤维的疾病进展[16]。

为了进一步探讨抑制BET蛋白对SLE的治疗作用,本研究应用BET蛋白抑制剂JQ1治疗MRL/lpr狼疮小鼠模型。结果发现,腹腔注射BET抑制剂JQ1治疗后,MRL/lpr小鼠血清中致病性自身抗体和免疫球蛋白的分泌减少,补体C3、C4回升,肾小球系膜细胞增殖、基质增生、细胞浸润均明显减少,肾血管周围炎症细胞浸润也明显减少,肾脏损害减轻,循环免疫复合物形成与沉积显著减少。以上结果提示抑制BET对MRL/lpr狼疮小鼠有良好的治疗作用。上述结果与以前报道类似,但JQ1治疗狼疮小鼠的机制仍然不甚清楚[17]。

在人类LN和MRL/lpr小鼠中,大量活化的B细胞释放入外周组织,导致产生多种自身抗体和高球蛋白血症[18,19,20]。本研究也观察到,模型对照组狼疮小鼠血清中含有高滴度的抗ds-DNA抗体、ANA抗体,以及高水平的IgG、IgG1、IgG2a、IgM。其肾脏免疫荧光染色见大量呈颗粒状IgG和C3沉积于肾小球毛细血管壁、系膜区。而在JQ1治疗组中,抗ds-DNA抗体、ANA抗体滴度均显著降低,IgG、IgG1、IgG2a、IgM等免疫球蛋白水平显著下降,肾脏中IgG和C3的沉积显著减少,提示JQ1可显著减少狼疮小鼠自身抗体及免疫球蛋白的产生,而且其可能与调控产生自身抗体密切相关的浆细胞分化有关。

为了进一步证实BET蛋白抑制剂治疗狼疮小鼠的疗效是否与其调控其体内B细胞分化有关,观察了在JQ1治疗下MRL/lpr狼疮小鼠体内浆细胞和记忆性B细胞等亚群细胞比例的变化。结果发现,治疗6周后,JQ1不仅可以抑制浆细胞的分化,同时可以抑制记忆性B细胞的分化。结果提示BET蛋白抑制剂能明显抑制MRL/lpr小鼠体内浆细胞的分化,这可能是BET蛋白抑制剂发挥治疗作用的重要机制之一。还进一步发现,JQ1能显著抑制狼疮小鼠体内B细胞Blimp1表达,而Blimp1在浆细胞中高表达,而且是调控浆细胞分化的关键分子[21],因此,这进一步提示JQ1很可能通过抑制Blimp1调节浆细胞分化,但其具体的机制有待进一步深入探讨。目前发现,BET蛋白具有广泛的免疫炎症调节功能,参与调控T细胞、树突状细胞、巨噬细胞以及内皮细胞等多种细胞的生物功能[22,23,24]。虽然结果提示BET蛋白抑制剂治疗SLE的主要机制可能是通过调控浆细胞分化,但仍不能除外BET蛋白抑制剂通过其他途径发挥治疗作用,这有待今后进一步的研究。

综上所述,本研究发现抑制BET蛋白可以有效抑制SLE小鼠体内B细胞分化,尤其是浆细胞的形成。提示BET蛋白可能是通过调控浆细胞分化,进而对SLE发挥治疗作用,BET蛋白是SLE治疗的一个潜在靶点,尤其可能给以长寿命浆细胞介导的难治性、复发性SLE的治疗提供新的思路。


参考文献:

[1]张清平,陈永旺.栀子苷通过抑制NLRP3炎症小体激活治疗MRLIpr小鼠狼疮性肾炎[J].中国免疫学杂志,2021,37(17):



基金资助:国家自然科学基金青年科学基金项目(81701611);广州市民生科技攻关计划项目(201803010042);


文章来源:曾珊,肖游君,邱茜等.BET蛋白抑制剂JQ1对MRL/lpr狼疮小鼠外周B细胞分化的影响[J].中国免疫学杂志,2023,39(07):1345-1350.

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