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作者:刘宁涛,杨明辉,袁国华,魏 锦
【摘要】 目的 探讨趋化因子ccl5 (RANTES) 在类风湿关节炎(RA)的产生来源。方法 用酶联免疫吸附法(ELISA)测定28例RA患者血清滑液中CCL5水平,并对患者外周血白细胞和滑液炎性细胞体外产生CCL5进行研究。结果 RA患者血清和滑液CCL5水平均明显高于OA患者,RA血清CCL5水平与关节肿胀指数、ESR、CRP呈正相关。RA患者滑液炎性细胞体外产生CCL5水平较外周血白细胞高。结论 血清CCL5水平与RA的活动性病变相关,RA患者滑液炎性细胞是CCL5产生的主要来源。
【关键词】 关节炎;类风湿;趋化因子;CCL5/RANTES
Production of CC chemokine CCL5 in synovial fluid inflammatory cells from patients with rheumatoid arthritis
【Abstract】 Objective To determine the CC chemokine CCL5 (RANTES) level in serum and synovial fluid (SF) from patients with rheumatoid arthritis (RA),and the expression of CCL5 in synovial fluid inflammatory cells.Methods CCL5 in serum and SF was quantified by ELISA in 28 RA patients and 21 OA patients. The production of CCL5 by SF inflammatory cells in vitro was also determined ,and compared with that by peripheral white blood cells.Results Serum CCL5 level in RA was higher than that in OA, moreover the concentration of CCL5 in SF was greater than in serum in RA. Serum CCL5 level correlated significantly with joint swelling index, ESR and CRP. Higher production of CCL5 was found in SF inflammatory cells from RA as compared with SF inflammatory cells from OA, and peripheral white blood cells from RA.Conclusion The increased level of CCL5 in RA, as well as the correlation of serum CCL5 with clinical and laboratory parameters of RA, indicate that CCL5 play an important role in RA. The increased production CCL5 by SF inflammatory cells suggests that those cells are main source of CCL5 secretion in RA.
【Key words】 arthritis rheumatoid chemokine CCL5
类风湿关节炎(RA)是一种常见的慢性炎性关节炎,其病理特点为大量炎性细胞在滑膜的浸润和在滑液的渗出,及由此导致滑膜增生、血管翳形成,最终造成关节软骨破坏。近期的研究显示,趋化因子(chemokine)在RA的炎性细胞关节浸润中起着极为重要的作用[1]。现已发现CC亚族趋化因子受体5(CCR5)在RA关节浸润的炎性细胞中表达增高[2],提示RA患者病变关节内CCR5的配体产生增多,选择性地趋化CCR5阳性白细胞亚群进入炎性关节部位。本文通过采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定RA患者血液和滑液中CCR5配体CCL5 (又称调节活化的正常T细胞表达和分泌的因子(Regulated on Activation Normal T Cell Expressed and Secreted,RANTES))水平,并对RA患者外周血白细胞、滑液炎性细胞产生CCL5进行体外研究,以探讨CCL5与RA的相关性,及其在RA患者的产生来源。
1 资料与方法
1.1 一般资料 在本院就诊RA患者28例,男5例,女23例,年龄21~67岁,平均年龄38岁,病程6个月~19年,平均7.8年。所有病人均符合美国风湿病学会1987年的RA诊断标准[3],且病情处于活动期。病人取空腹外周血,分离血清后置-20℃冰箱保存备用。对28例患者中11例有膝关节积液的患者,在无菌条件下行膝关节穿刺,抽取关节液后,1000r/min,离心10min,取上清液置-20℃冰箱保存备用,沉淀用无菌PBS洗3次后,收集滑液中炎性细胞,同时收集并记录RA的临床资料,包括晨僵时间、握力、关节肿胀指数、关节压痛指数、关节X线病变程度、血沉、C反应蛋白(CRP)和类风湿因子(RF)等实验室检查结果。
另选骨关节炎(OA)患者21例作为对照,其中男7例,女14例,年龄36~78岁,平均年龄45.2岁,病程1.2~15年,平均9.6年。对并发膝关节积液的6例OA患者,同时行膝关节穿刺,抽取关节液分离上清和细胞。
1.2 CCL5测定 CCL5测定采用ELISA方法,CCL5定量测定试剂盒(美国R&D公司生产)测定敏感度为3.1pg/ml,操作按试剂盒说明书进行。
1.3 外周血白细胞和滑液炎性细胞体外产生CCL5的研究 对抽取关节液的11例RA和6例OA患者,另取外周抗凝血10ml,离心去血浆后加2倍体积冷无菌0.2%氯化钠溶液,振荡混匀10s后迅速加入等体积无菌1.6%氯化钠溶液,在4℃,1000r/min,离心5min,去上清,重复裂解红细胞1~2次,用无菌冷PBS 洗2次后,加2ml RPMI1640培养液(含10%小牛血清,100U/ml青霉素和100μg/ml链霉素)悬浮沉淀细胞,混匀后取10μl行台盼兰染色,活细胞计数。收集到的外周血白细胞和滑液炎性细胞用上述培养液稀释成105/ml,按每孔0.5ml接种于24孔培养板,置含5%CO2孵育箱中,于37℃培养48h,收集上清,按上述ELISA测定CCL5。
1.4 统计学处理 两组间计数资料用t检验,血清CCL5水平与临床及实验室指标的相关性分析采用直线相关回归分析。
2 结果
2.1 血清和关节液CCL5测定结果 RA和OA患者血清和关节液CCL5的测定结果见图1。对照RA患者血清CCL5水平与临床和实验室指标分析结果显示:血清CCL5水平与关节肿胀指数(r=0.3229,P<0.05),ESR(r=0.4001,P<0.05)和CRP(r=0.3735 , P<0.01)呈显著正相关(图2,图3,图4),而与晨僵、握力、关节疼痛指数及RF相关性不明显。
图1 血清和关节液CCL5测定结果
图2 RA患者血清CCL5水平与关节肿胀指数相关性分析结果
图3 RA患者血清CCL5水平与ESR相关性分析结果
图4 RA患者血清CCL5水平与CRP相关性分析结果
2.2 外周血白细胞和滑液炎性细胞体外分泌CCL5的检测结果 上述结果显示,RA患者血清及滑液中CCL5水平增高,为探讨CCL5产生来源,本文对RA患者外周血白细胞和滑液炎性细胞产生CCL5的情况进行观察,结果显示:滑液炎性细胞产生CCL5较RA外周血白细胞和OA滑液炎性细胞产生CCL5高,而RA外周血白细胞产生CCL5与OA外周血白细胞无差异(图5)。
图5 培养液CCL5测定结果
3 讨论
本文通过ELISA方法检测RA患者血清及滑液的CCL5水平,并与OA患者对照,结果发现RA患者血清和滑液中的CCL5水平均明显高于OA患者。且RA患者血清CCL5水平与患者的关节肿胀指数、ESR及CRP呈现显著正相关,提示CCL5参与RA的病变活动过程。
CCL5主要由T淋巴细胞产生,但最近的研究表明,大多数细胞都可表达CCL5,尤其在致炎细胞因子如IL-1β和TNF-α存在的情况下。在RA患者,我们观察到滑液CCL5水平显著高于血清,提示病变关节部位是CCL5产生的主要来源。对RA患者外周血白细胞和滑液炎性细胞体外产生CCL5的情况分析结果显示, RA患者滑液炎性白细胞产生的CCL5的水平明显高于OA患者滑液炎性细胞和RA患者外周血白细胞产生的CCL5的水平。尽管Robinson等[4]观察到CCL5 mRNA在RA患者的外周血T细胞中表达增高,但本文未观察到RA患者外周血白细胞体外产生CCL5与OA患者有任何差异,此可能与RA患者外周血非T细胞CCL5 mRNA表达下调[4],因而使全血细胞产生CCL5水平无明显变化有关。Robinson等[4]对14例RA患者滑液炎性细胞中的T细胞和非T细胞表达CCL5 mRNA进行对照分析,结果显示所有患者滑液T细胞表达CCL5 mRNA增高,而仅有1例患者的滑液非T细胞CCL5 mRNA表达增高。Hosaka等[5]对CCL5 mRNA在RA患者滑液单核细胞和正常人外周血单核细胞中的表达进行了比较,结果发现二者无差异,说明滑液中T细胞是滑液炎性细胞产生CCL5的主要来源。OA患者滑液中虽有多量炎性细胞,但其滑液CCL5水平并无明显升高,且滑液炎性细胞体外产生CCL5的水平与外周血白细胞产生CCL5的水平比较差异也无显著性,此可能与OA患者滑液炎性细胞以单核为主,而T细胞极少有关。另一方面,CCL5的表达受到其他细胞因子的调节,致炎细胞因子IL-1β和TNF-α可诱导和刺激大多数细胞表达CCL5。而RA患者滑液中含有较高浓度的IL-1β和TNF-α[6],这也可能是RA炎性细胞产生CCL5增高的原因之一。
对RA患者滑膜组织进行免疫组化染色显示,滑膜浸润炎性细胞,间质细胞及滑膜衬细胞均呈现较强的CCL5免疫染色阳性反应,而在OA滑膜组织中仅有少许血管周围炎性细胞染色阳性。说明RA滑膜组织在产生CCL5中起重要作用。Volin[7]和Konig[8]等分别采用双重免疫染色和mRNA原位杂交技术检测CCL5在RA滑膜炎性细胞中的表达,他们发现表达CCL5的阳性细胞主要为CD68阳性巨噬细胞和CD3阳性T细胞。Robinson等[4]通过分离RA滑膜组织T细胞,对其表达CCL5 mRNA的情况进行研究,结果也证实RA患者滑膜T细胞CCL5 mRNA表达明显升高。
CCL5通过与靶细胞表面的CCR5结合,特异性趋化CCR5阳性白细胞亚群进入炎症部位。免疫病理研究结果显示,RA滑膜组织中的T细胞主要呈现Th1表型,而Th1细胞选择性在RA病变关节聚集,则可导致炎症迁延不愈。现已明确,Th1细胞特异性表达CCR5和CXC亚族趋化因子受体3(CXCR3),因而CCR5在介导Th1细胞向炎症部位的游走过程中起重要作用[9]。由本文的结果可以推测,在RA的发病过程中,RA患者的滑膜在不明致病因子作用下,产生CCR5的配体CCL5增多,从而趋化CCR5阳性T细胞(主要为Th1细胞)和单核细胞侵入病变关节部位。这些浸膜或渗入滑液的炎性细胞进一步分泌更多的CCL5,驱使更多的炎性细胞侵入病变关节,这一恶性循环造成大量的CCR5阳性Th1细胞和巨噬细胞在关节聚集,使关节炎症经久不愈。因而,通过抑制CCL5的产生,减少炎性细胞在关节的浸润,可望阻断或延缓RA关节病变进展。对RA动物模型的研究结果已显示,用CCL5拮抗剂治疗,可预防或减轻关节炎的发生[10]。
【参考文献】
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5 Hosaka S,Akahoshi T,Wada C,et al.Expression of the chemokine superfamily in rheumatoid arthritis.Clin Exp Immunol,1994,97:451-457.
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7 Volin MV,Shah MR,Tokuhira M,et al. RANTES expression and contribution to monocyte chemotaxis in arthritis. Clin Immunol Immunopathol,1998,89:44-53.
8 Konig A,Krenn V,Toksoy A,et al.Mig,GRO alpha and RANTES messenger RNA expression in lining layer,infiltrates and different leucocyte populations of synovial tissue from patients with rheumatoid arthritis,psoriatic arthritis and osteoarthritis. Virchows Arch,2000,436:449-458.
9 Campbell JD,HayGlass KT.T cell chemokine receptor expression in human Th1-and Th2-associated diseases.Arch Immunol Ther Exp (Warsz),2000,48:451-456.
10 Plater-Zyberk C,Hoogewerf AJ,Proudfoot AE,et al.Effect of a CC chemokine receptor antagonist on collagen induced arthritis in DBA/1 mice.Immunol Lett,1997,57:117-120.