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α-干扰素(Interferon-alpha,IFN-α)是由白细胞、成纤维细胞和病毒感染的组织细胞产生并分泌的一类具有多种生物活性的糖蛋白,具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用。
肝纤维化(Hepatic fibrosis)是继发于肝脏炎症或损伤后组织修复过程中的代偿性反应,是一切慢性肝病的共同病理基础,也是向肝硬化发展的主要中间环节,其实质是组织发生修复反应时ECM合成、降解与沉积不平衡而引起的病理过程,肝纤维化最终可发展为肝硬化甚至肝癌。肝脏是一个免疫器官,多种免疫细胞及细胞因子均参与肝脏炎症及肝纤维化的发生、发展及转归。
四氯化碳(CCl4)致使小鼠肝纤维化为探讨IFN-α抗小鼠肝纤维化免疫应答机制提供了一个宝贵的实验动物模型。在CCL4导致的肝脏慢性炎症阶段,炎症反应和组织修复循环交替、HSC持续激活、细胞外基质(extracellular matrix,ECM)合成与分解代谢失衡,过度沉积于肝脏,导致肝纤维化。用药物总体调节肝脏的免疫微环境,诱导免疫细胞向逆转肝纤维化的功能方向发展,可能成为治疗肝纤维化的一种新思路,对阐明肝纤维化发病机制及探索肝纤维化治疗靶点具有重要意义。
我们利用成功建立的小鼠肝纤维化模型,动态观察IFN-α不同剂量组在不同治疗周期对小鼠模型肝脏的影响,以及免疫效应细胞的变化,探讨α-干扰素治疗肝纤维化的最佳剂量及机制。
方法:
1、实验动物及主要试剂
6~8周龄、雌性BALB/c小鼠由中国医学科学院实验动物研究所提供(许可证编号:SCXK京200420001);四氯化碳(CC14):分析纯,上海长江化工厂;橄榄油:山东鲁花集团产品;注射用重组人IFN-α2b:购自美国先灵葆雅,批号:010L30201;兔抗小鼠I型胶原多克隆抗体,购自ABCAM公司;流式单克隆抗体:购自美国BD公司。
2、动物模型制作、分组及相应处理
(1)除10只正常组小鼠外,每只腹腔注射10% CC14(橄榄油稀释)5ul/g,3次/周,共8周(前两次注射剂量减半)。
(2)正常对照组(n=10):不予处理;生理盐水对照组(n=9):0.9%生理盐水100ul/只皮下注射,隔日一次;低剂量IFN-α治疗组(n=8),400U/只皮下注射:中剂量IFN-α治疗组(n=8),800U/只皮下注射;高剂量IFN-α治疗组(n=9),1200U/只,皮下注射,隔日一次(前三次剂量减半)。在治疗3周和六周时,做相关实验。
注明:临床上针对病人的治疗剂量:100万/50kg、200万/50kg、300万/50kg,换算成小鼠按每只20g计算,从而得出低剂量组、中剂量组和高剂量组。
3、病理检查
杀鼠取其肝脏,在肝左叶组织同部位取2块,每块组织约1cm×1cm×0.5cm大小,立即放入10%甲醛溶液中固定保存,备检。切片做病理HE染色、MASSON染色以及Ⅰ型胶原染色。
4、流式细胞仪检测小鼠肝脏及脾脏细胞
FACS检测CD8+T细胞、活化T细胞、Tregs。
5、统计学分析
统计学分析使用SPSS17.0统计软件对数据进行处理,不同组之间比较采用单因素方差分析(One-Way ANOVA分析),同质比较采用配对t检验,P<0.05有统计学意义,肝脏内免疫细胞数量与肝纤维化评分的关系采用直线相关分析。
实验结果:
1、IFN-α对肝纤维化小鼠肝组织病理的影响
造模成功与否判断:造模6周及8周后分别取2只鼠,取肝脏做病理HE染色验证其肝纤维化模型是否成功。汇管区周围纤维化明显,有芒状纤维和纤维间隔形成。中度肝纤维化形成即可。(纤维隔形成并互相连接深入小叶内,小叶结构保留或紊乱,但无肝硬化。)
与生理盐水组相比,IFN-α高、中及低剂量治疗组肝组织纤维化程度好转,尤其是中剂量治疗组疗效在治疗六周时最为显著。
2、I型胶原免疫组化染色结果
正常对照组小鼠肝脏Ⅰ型胶原主要表达在汇管区,以及肝窦周围,其他肝脏实质区域基本无阳性表达;生理盐水对照组,胶原布满视野,胶原交连呈网状,破坏了正常肝小叶结构;中剂量IFN-α治疗后肝组织胶原沉积有明显减少,阳性表达基本恢复正常。Ⅰ型胶原的光密度值,中剂量治疗组和生理盐水组有显著的差异。
3、IFN-α对肝纤维化小鼠治疗过程中免疫细胞的变化
中剂量IFN-α治疗后,CD8+T细胞的数量较生理盐水对照组有显著的降低,而CD4+CD25+Foxp3+Tregs细胞数量较生理盐水对照组有显著的升高。CD8+T细胞和活化的CD4+T与肝纤维化的等级呈正相关。CD4+CD25+Foxp3+Tregs细胞数量与肝纤维化的等级呈负相关。
结论:
1、IFN-α存在直接抗肝纤维化作用,尤其是中剂量组在治疗六周效果更为显著。
2、IFN-α可能通过上调CD4+CD25+Foxp3+Tregs细胞数量,抑制肝脏内CD8+T细胞数量进而发挥抗纤维化作用。