ALD-DNA誘導SLE的新機制-巨噬細胞極化及其作用.pdf

1、系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemiclupuserythematosus，SLE)是一個潛在的致死性疾病，以出現(xiàn)各種典型的自身免疫癥狀包括自身免疫反應、血管炎、關節(jié)炎和腎小球腎炎等為特征。在美國SLE病人總數(shù)已經(jīng)超過二十五萬，90％發(fā)生于育齡期婦女，嚴重影響人類健康。隨著治療手段的進步，狼瘡性腎炎病人5年的生存率從二十世紀五十年代的44％提高到現(xiàn)在的82％，但是SLE病人的平均壽命只有44歲。SLE以其復雜多變的癥狀引起臨床工作者的廣泛關注

2、，而SLE幾乎累及免疫系統(tǒng)的各個成份，更是引起了免疫學工作者極大的興趣，針對SLE的發(fā)病機制和SLE防治方法的研究一直是科學家關注的重大前沿課題。
　　作為SLE病人血清學特征的抗雙鏈DNA(double-strandedDNA，dsDNA)抗體，已經(jīng)被證明是致病性的，可以引起免疫復合物沉積和組織損傷，與SLE疾病的嚴重程度密切相關。SLE病人遺傳學的研究發(fā)現(xiàn)抗dsDNA自身抗體大多屬于對dsDNA具有高親和力的IgG亞類，不同于

3、體細胞突變產(chǎn)生的抗體。研究顯示自身DNA可以誘導抗dsDNA抗體產(chǎn)生。一般情況下，哺乳動物的DNA免疫原性較弱，不會引起免疫應答。尋找引起自身免疫反應和抗dsDNA抗體產(chǎn)生的驅(qū)動成份是免疫學家關注的熱點。我們實驗室在尋找SLE驅(qū)動原的過程中發(fā)現(xiàn)用活化淋巴細胞來源的DNA(activatedlymphocyte-derivedDNA，ALD-DNA)免疫同系的雌性BALB/c小鼠，可以產(chǎn)生一系列的SLE癥狀，包括高水平的抗dsDNA自身抗

4、體、蛋白尿、免疫復合物沉積和腎小球腎炎，這些癥狀模擬病人體內(nèi)由大量凋亡細胞來源的自身DNA引起的SLE癥狀，因此ALD-DNA免疫的小鼠可以被作為理想的小鼠狼瘡模型進行探討SLE疾病可能的細胞與分子免疫學機制。
　　SLE通常被認為是由自身抗體介導的全身性炎癥反應和由T/B細胞介導的適應性免疫應答所誘發(fā)的組織損傷，但是SLE發(fā)病和疾病進展的細胞與分子機制仍不清楚。有研究提示，在SLE小鼠中，顯著激活的巨噬細胞和其它髓系細胞大量浸潤

5、到淋巴組織和腎臟中，啟動和促進適應性免疫應答，從而導致SLE的發(fā)生。越來越多的證據(jù)顯示F4/80+巨噬細胞是SLE腎炎中主要的浸潤細胞，在SLE腎炎的發(fā)生過程中扮演重要角色，而浸潤的巨噬細胞發(fā)揮保護性還是病理性作用有待闡明。功能上的可塑性和多樣性是單核巨噬細胞的顯著特點之一，巨噬細胞隨著周圍環(huán)境的變化，功能上會發(fā)生顯著變化，這些功能上的變化，也稱為功能上的巨噬細胞極化，可以產(chǎn)生有不同基因表達譜和不同功能的巨噬細胞亞群。目前認為M1和M2

6、(包括M2a、M2b和M2c)是單核巨噬細胞功能上連續(xù)變化過程的兩個極端。在SLE疾病過程中巨噬細胞是否發(fā)生極化、極化類型及其機制鮮有報道。
　　本研究的目的在于：(1)探討巨噬細胞在ALD-DNA誘導SLE發(fā)病中的作用；(2)通過表型分析和細胞因子表達譜鑒定，分析SLE模型鼠腎炎組織中巨噬細胞的活化和極化類型以及可能的分子機制；(3)研究導致自身DNA清除障礙和打破免疫耐受引起巨噬細胞產(chǎn)生免疫應答的機制；(4)設計體內(nèi)外實驗探索

7、SLE疾病可能的防治方法。我們的研究分為以下四部分：
　　1.巨噬細胞在ALD-DNA誘導SLE發(fā)病中的作用
　　體內(nèi)未被清除的凋亡細胞來源的自身DNA具有免疫原性，可以引發(fā)一系列的免疫應答，從而導致抗自身DNA的抗體產(chǎn)生和抗體介導的組織損傷，這在SLE病人體內(nèi)非常普遍，但是巨噬細胞是否在SLE發(fā)病過程中發(fā)揮作用仍不清楚。在本課題中，我們在ALD-DNA免疫的SLE小鼠模型中，發(fā)現(xiàn)狼瘡腎炎組織中有大量的活化巨噬細胞浸潤。AL

8、D-DNA可以在體內(nèi)和體外誘導巨噬細胞分泌細胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-10，并上調(diào)表達表面活化標志包括MHCclass-Ⅱ、CD40、CD80和CD86，但是非活化淋巴細胞來源的DNA(unactivatedlymphocyte-derivedDNA，UnALD-DNA)并不能引起巨噬細胞的活化。我們進一步發(fā)現(xiàn)活化的巨噬細胞在體外可以促進T分泌IL-4和IL-10，促進B細胞產(chǎn)生抗dsDNA的自身抗體，從而參與ALD

9、-DNA誘導的自身免疫反應。更重要的是去除SLE模型小鼠體內(nèi)的巨噬細胞可以有效減輕尿蛋白水平、緩解狼瘡性腎炎的癥狀。這些研究結(jié)果提示巨噬細胞在SLE發(fā)病過程中扮演重要角色，ALD-DNA通過誘導巨噬細胞活化進而啟動針對自身抗原的固有免疫和適應性免疫應答，從而造成免疫復合物沉積和組織損傷。以上發(fā)現(xiàn)為SLE的發(fā)病機制提供了新視野，為臨床SLE疾病的治療提供了以控制巨噬細胞浸潤和活化作為靶點的可能的新治療策略。
　　2.ALD-DNA誘

10、導巨噬細胞極化的Notch途徑
　　在SLE病人體內(nèi)存在固有免疫應答失調(diào)，包括異常巨噬細胞的活化?；罨木奘杉毎麜l(fā)生功能上極化，但是在SLE疾病過程中活化巨噬細胞的極化類型和機制并不清楚。作為一個重要的決定細胞命運的局部細胞相互作用機制，Notch信號通路在調(diào)控各種免疫細胞的發(fā)育和分化過程中發(fā)揮關鍵作用，但是Notch通路是否在巨噬細胞極化過程中發(fā)揮作用并不清楚。本研究中，我們課題組用ALD-DNA免疫小鼠，建立了SLE模型。在

11、SLE模型鼠中，我們發(fā)現(xiàn)狼瘡腎炎組織中有M2b巨噬細胞的浸潤。在體內(nèi)M2b巨噬細胞以及體外ALD-DNA誘導的M2b巨噬細胞中，我們發(fā)現(xiàn)Notchl信號通路的活性增加。通過抑制Notchl信號通路以及高表達Notchl胞內(nèi)活性片段的方法，我們發(fā)現(xiàn)ALD-DNA誘導的M2b極化依賴于Notchl信號通路的活化。Notchl信號通路活化后通過激活P13K和MAPK信號通路促進NF-κBp50入核從而驅(qū)動ALD-DNA誘導的巨噬細胞M2b極化

12、。進一步發(fā)現(xiàn)用Notch信號通路抑制劑γ-分泌酶抑制劑(γ-secretaseinhibitor，GSI)處理小鼠，可以通過鈍化巨噬細胞M2b極化從而緩解SLE癥狀。我們的研究結(jié)果顯示Notchl途徑依賴的巨噬細胞M2b極化可能在SLE疾病中發(fā)揮重要作用，提示阻斷Notchl信號通路可以作為SLE的潛在治療方法。
　　3.Jaggedl參與巨噬細胞M2極化的Notch途徑
　　巨噬細胞被微環(huán)境中不同的誘導因素活化后表現(xiàn)出不同

13、的表型和功能特征，導致巨噬細胞極化為M1或者M2型巨噬細胞。雖然這些巨噬細胞亞群的分化和功能已經(jīng)研究清楚，但是對于決定巨噬細胞極化事件的因素中除了可溶性的細胞因子(例如IFN-γ或者IL-4)之外的細胞表面受體的作用知之甚少。在本研究中我們提供直接證據(jù)表明Jaggedl和巨噬細胞表面的受體Notchl相互作用后傳導信號，促進巨噬細胞發(fā)生M2極化。Jaggedl-Notchl信號通路的活化和效應細胞分化有劑量依賴關系，高水平的Jagged

14、l刺激Notch1信號通路會導致巨噬細胞M2活化標志顯著增加。我們的研究結(jié)果提示Jaggedl活化的Notchl信號通路決定巨噬細胞M2極化而不發(fā)生M1極化，同時也提供一個巨噬細胞M2類型極化的可能機制。
　　4.SAP通過誘導巨噬細胞極化類型轉(zhuǎn)換緩解SLE發(fā)病
　　作為正常存在的DNA結(jié)合蛋白，血清淀粉狀蛋白P成份(SerumamyloidPcomponent，SAP)可以激活巨噬細胞介導的細胞核成份包括dsDNA的吞噬。

15、在我們前期研究中發(fā)現(xiàn)，ALD-DNA免疫小鼠可以誘導SLE的發(fā)生，有理由推測SAP在SLE疾病過程中發(fā)揮重要作用。在本課題中，我們發(fā)現(xiàn)ALD-DNA免疫的SLE小鼠血清中輕微升高的SAP濃度伴隨著DNA濃度顯著升高，導致SLE小鼠血清中SAP濃度與DNA濃度的比值顯著低于正常小鼠，而且其比值和SLE小鼠血清中抗dsDNA的水平成負相關。進一步的研究發(fā)現(xiàn)SAP可以和DNA結(jié)合從而促進巨噬細胞介導的DNA吞噬。在體外，SAP和DNA結(jié)合后可

16、以使巨噬細胞極化類型從DNA誘導type-Ⅱ型(M2b)轉(zhuǎn)為SAP-DNA復合物誘導的替代性途徑活化類型(alternativelyactivatedmacrophages，AAMφs；M2a)。AAMφs分泌大量的細胞因子IL-10一方面可以阻止DNA誘導巨噬細胞type-Ⅱ活化，另一方面可以促進AAMφs對DNA的吞噬。更為重要的是我們用SAP處理小鼠，增加SLE小鼠體內(nèi)的SAP水平，通過誘導巨噬細胞極化為AAMφs，從而緩解腎小球