强直性脊柱炎(AS)是一种常见的炎症性系统性风湿病,其发病率及致残率均较高,但病因及发病机制至今尚未完全明确[1, 2]。整合素是一类普遍存在的跨膜糖蛋白,参与细胞间及细胞与胞外基质(ECM)间的黏附及细胞信号的转导,介导包括炎症性疾病在内多种疾病的发生与发展[3]。踝蛋白1在整合素信号通路的活化过程中发挥了至关重要的调节作用。既往的蛋白质组学研究初步发现,AS患者PBMC的踝蛋白1表达上调,提示整合素信号通路可能涉及AS的发病及炎症调节[4]。故本研究拟通过流式细胞术 (FCM)检测AS患者单核及T细胞中踝蛋白1蛋白平均荧光强度(MFI) ,并以逆转录-PCR (RT-PCR) 法检测AS患者PBMC中踝蛋白1 mRNA的表达情况,同时以健康志愿者 (HV)及类风湿关节炎(RA) 患者为对照,比较踝蛋白1在3组中的表达差异,初步探讨踝蛋白1在AS发病及炎症活动中的作用及其临床意义。
对象与方法一、研究对象
纳入初诊活动期AS患者30例 (AS组) ,同时纳入活动期RA患者30例 (RA组) 。AS组患者入组标准:①年龄20~40岁;②符合1984年修订的AS纽约标准;③无其他慢性病病史;④入选前3个月内无急性感染史;⑤入组前3个月内未使用过任何缓解疾病的抗风湿药物及糖皮质激素;⑥无生物制剂使用史;⑦毕氏AS疾病活动指数(BASDAI)≥4。RA组患者入组标准:①年龄20~40岁;②诊断上满足1987年美国风湿病学会修订的RA分类标准;③为初治或病情反复的患者,近3月内未使用过糖皮质激素及其他免疫抑制剂;④疾病活动度评分 (DAS28-4) 均>5.1分;⑤近2月内无任何急性感染病史;⑥无其他慢性病病史。另纳入年龄20~40岁的30名HV (HV组) 作对照。本研究经医院伦理委员会批准,所有入组的个体均为自愿参加试验,并于入选时签署知情同意书。
二、标本采集
对入组的每例个体,均以真空EDTA抗凝管(2 ml及4 ml各1管)于空腹状态经外周静脉采血6 ml,立刻置4℃冰箱保存备用。其中2 ml静脉血于6 h内进行免疫荧光染色处理并于当日进行FCM分析;4 ml静脉血于2 h内用于分离PBMC,并提取总RNA用于RT-PCR实验。
三、方 法
1. 踝蛋白1的蛋白表达水平检测
取依地酸二钠 (EDTA) 抗凝全血标本100 μl,分别加入PE anti-human CD14 (美国BD Biosciences) 、PE-CY5 anti-human CD3 (美国BD Biosciences) 各5 μl混匀,经过避光孵育及离心后,加入红细胞裂解液并离心,弃去上清后充分固定,在破膜之后加入踝蛋白 1抗体 (美国Santa Cruz Biotechnology) ,最后加入FITC标记的二抗 (美国Santa Cruz Biotechnology) ,避光孵育待测。以FACS Calibur流式细胞仪 (美国Becton Dickinson)检测及分析PBMC(CD14+单核细胞及CD3+T细胞) 中踝蛋白1的MFI值。
2. 踝蛋白1的mRNA表达水平检测
采用RT-PCR法,将Trizol Regent(美国Introgen公司)加入PBMC裂解细胞,然后按1 ml含细胞裂解产物的Trizol加200 μl氯仿的比例加入氯仿萃取总RNA,并以异丙醇将总RNA析出后加入DEPC水溶解。按照RevertAid逆转录试剂盒 (加拿大Fermentas) 说明书合成模板DNA。通过Primer Premier 5.0设计引物,其中踝蛋白1基因的引物序列为:上游5′-CTGACAACAACCCTCAACGA-3′,下游5′-CTGTGGCAATGACATCTTCC-3′,踝蛋白 1基因扩增长度为1 186 bp;选用GAPDH为内参基因,其引物序列为:上游5′-TCCACCACCCTGTTGGTGTA-3′,下游5′-ACCACAGTCCATGCCATCAC-3′,GAPDH基因扩增长度为452 bp。PCR反应总体积20 μl,按照2倍体积Taq Plus PCR Masker Mix(中国天根生物技术)说明书将各成分充分混合后,按照94℃预变性3 min、 94℃变性30 s、60℃退火30 s、72℃延伸1 min,共30个循环,72℃延伸5 min。最后取PCR产物置2%琼脂糖凝胶电泳,成像仪拍摄并分析踝蛋白 1 mRNA的相对表达水平(踝蛋白 1 mRNA的光密度值/GAPDH mRNA的光密度值)。
四、统计学处理
使用SPSS 13.0统计软件处理数据。计量资料以±s表示,多组间比较采用单因素分析,多组间两两比较采用SNK-q检验。计数资料组间比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。
结 果一、研究对象的临床特征
AS组30例患者,年龄(27.6±7.6)岁,男18例、女12例;RA组30例患者,年龄(30.1±5.9)岁,男12例、女18例;HV组30名,年龄(27.4±6.2)岁,男17例、女13例。3组研究对象的年龄和性别构成比较差异无统计学意义(P均>0.05)。
二、PBMC中踝蛋白1的蛋白表达水平比较
在CD14+单核细胞及CD3+T细胞中,AS组踝蛋白1的MFI值均高于HV组及RA组 (P均<0.05) ,而HV组与RA组间比较差异均无统计学意义 (P均>0.05) ,见表1。
三、PBMC中踝蛋白1 mRNA表达水平比较
AS组、HV组及RA组PBMC中踝蛋白1 mRNA的相对表达水平分别为1.37±0.22、0.26±0.05及0.27±0.06,3组间比较差异有统计学意义(F=536.948,P<0.001),AS组PBMC中踝蛋白 1 mRNA的相对表达水平明显高于HV组(q=37.70,P<0.05)及RA组(q=37.36,P<0.05),而RA组与HV组比较差异无统计学意义(q=0.34,P>0.05),见图1。
AS是一种以中轴关节受累为特征的慢性炎症性风湿病,其发病机制仍未清楚。有研究表明其发生、发展与自身炎症或免疫系统功能异常有关[5, 6]。多项研究表明,单核细胞及其分泌的细胞因子在AS发病过程中起关键作用[7, 8]。AS的主要临床症状是慢性炎症反应,但免疫细胞在其发病过程中的作用日益受关注,研究表明,抑制T细胞反应可以提高TNF-α拮抗剂对AS的疗效[9]。淋巴细胞在AS发病机制中发挥重要作用[10]。但其具体机制尚未明确。本研究探讨了AS、RA及HV中踝蛋白1在单核细胞、淋巴细胞的表达是否存在差异。
整合素家族是一组介导细胞间及细胞与ECM间相互作用的受体,它们不仅可识别细胞外环境,将信号传到细胞内,还可经胞内的信号调节其与配体的亲和力,这个过程也称为整合素的活化。它们参与了细胞增殖、迁移、凋亡与信号传导等生命活动的调节。严重的整合素结构改变及整合素通路异常,可导致细胞功能的改变乃至疾病的发生。整合素参与了炎症细胞的活化与迁移[10, 11, 12]。Van Damme等[13]研究显示,AS患者肠黏膜T细胞中整合素αEβ7表达增高。许多研究表明,整合素参与RA、AS疾病的发生及发展过程[14, 15, 16]。
踝蛋白1是整合素的一个重要配体,是免疫细胞踝蛋白的关键部分,在整合素介导细胞黏附过程中起关键作用。其通过与其胞内亚单位结合从而参与整合素通路的活化。在炎症细胞因子刺激下,白细胞表面的整合素受体由静止构象转换为活性构象,促使其活化并向炎症区域迁移,参与炎症性疾病的病理生理过程[17, 18]。AS是一类慢性炎症性疾病,其发生、发展机制虽未完全明确,但整合素在其发病过程中的作用日益受关注。本研究通过基因及蛋白水平检测表明AS患者中踝蛋白1表达明显高于HV,提示踝蛋白1在AS发生、发展过程中起重要作用。
AS与RA是本质不同的两种疾病,但AS与RA在临床表现、病理过程及病变部位上,均存在交叉及相似的地方,对于某些早期或不典型病例,有时临床上也难以鉴别。因此,本研究中除了设立HV对照组外,同时用RA患者作为疾病对照组,以了解AS与RA患者间蛋白表达差异的情况。结果显示,在RA患者中并未发现踝蛋白1表达增高,说明AS与RA炎症的产生可能是通过不同的信号通路调节的,踝蛋白1可能是AS潜在的、具有较高特异性的疾病标志物,经进一步证实后既有可能为AS的发病机制提供新的理论依据,也有可能作为AS特异的诊断指标,用于AS的早期诊断及鉴别诊断。
综上所述,踝蛋白1在AS患者PBMC中的表达水平明显高于HV及RA患者,提示踝蛋白1可能在AS发病及炎症活动过程中起重要调节作用,但其与踝蛋白1的内在联系尚需继续深入探讨。
[1] | Braun J, van den Berg R, Baraliakos X, Boehm H, Burgos-Vargas R, Collantes-Estevez E, Dagfinrud H, Dijkmans B, Dougados M, Emery P, Geher P, Hammoudeh M, Inman RD, Jongkees M, Khan MA, Kiltz U, Kvien T, Leirisalo-Repo M, Maksymowych WP, Olivieri I, Pavelka K, Sieper J, Stanislawska-Biernat E,Wendling D, Ozgocmen S, van Drogen C, van Royen B, van der Heijde D.2010 update of the ASAS/EULAR recommendations for the management of ankylosing spondylitis.Ann Rheum Dis,2011,70(6):896-904(1) |
[2] | 古洁若.应关注强直性脊柱炎诊治研究的热点.新医学, 2011,42(3): 141-143(1) |
[3] | Miyazaki Y, Vieira-de-Abreu A, Harris ES, Shah AM, Weyrich AS, Castro-Faria-Neto HC, Zimmerman GA. Integrin alphaDbeta2 (CD11d/CD18) is expressed by human circulating and tissue myeloid leukocytes and mediates Miyazaki Y, Vieira-de-Abreu A, Harris ES, Shah AM, Weyrich AS, Castro-Faria-Neto HC, Zimmerman GA. Integrin αDβ2 (CD11d/CD18) is expressed by human circulating and tissue myeloid leukocytes and mediatesinflammatory signaling. PLoS One,2014,9(11):e112770(1) |
[4] | Li T, Zheng B, Huang Z, Lu H, Lin Q, Liao Z, Lin Z, Zhao L, Wang X, Gu J. Over-expression of talin 1 and integrin-linked kinase in PBMCs of patients with ankylosing spondylitis: aproteomic study.Clin Exp Rheumatol,2010,28(6):828-835.(1) |
[5] | Ambarus C, Yeremenko N, Tak PP, Baeten D. Pathogenesis of spondyloarthritis: autoimmune or autoinflammatory?Curr Opin Rheumatol,2012,24(4):351-358.(1) |
[6] | Chen D, He J, Lu C, Zhou J, Fang K, Liu X, Xu L. Increased expression of T cell immunoglobulin and mucin domain 4 is positively associated with the diseaseseverity of patients with ankylosing spondylitis. Inflammation,2015,38(3):935-940.(1) |
[7] | Lin S, Qiu M, Chen J. IL-4 modulates macrophage polarization in ankylosing spondylitis. Cell Physiol Biochem,2015,35(6):2213-2222.(1) |
[8] | Surdacki A, Sulicka J, Korkosz M, Mikolajczyk T, Telesinska-Jasiówka D, Klimek E, Kierzkowska I, Guzik T, Grodzicki TK.Blood monocyte heterogeneity and markers of endothelial activation in ankylosing spondylitis.J Rheumatol,2014,41(3):481 -489.(1) |
[9] | Pang L, Wang L, Suo T, Hao H, Fang X, Jia J, Huang F, Tang J.Tumor necrosis factor-alpha blockade leads to decreased peripheral T cell reactivity and increased dendritic cellnumber in peripheral blood of patients with ankylosing spondylitis. J Rheumatol, 2008,35(11):2220-2228(1) |
[10] | Smith JA.Update on ankylosing spondylitis: current concepts in pathogenesis. Curr Allergy Asthma Rep,2015,15(1):489.(2) |
[11] | Subramanian P, Mitroulis I, Hajishengallis G, Chavakis T. Regulation of tissue infiltration by neutrophils: role of integrin α3β1 and other factors.Curr Opin Hematol,2016,23(1):36-43(1) |
[12] | Wee JL, Schulze KE, Jones EL, Yeung L, Cheng Q, Pereira CF, Costin A, Ramm G, van Spriel AB, Hickey MJ, Wright MD.Tetraspanin CD37 Regulates β2 Integrin-Mediated Adhesion and Migration in Neutrophils. J Immunol,2015,195(12):5770-5779.(1) |
[13] | Van Damme N, Elewaut D, Baeten D, Demetter P, Cuvelier C, Verbruggen G, Mielants H, Veys EM, De Vos M, De Keyser F.Gut mucosal T cell lines from ankylosing spondylitis patients are enriched with alphaEbeta7 integrin. Clin Exp Rheumatol,2001,19(6):681-687(1) |
[14] | 岳枫, 胡波.人类白细胞抗原、信号转导和转录激活因子、整合素与自身免疫病的相关性研究进展.中国医药导报, 2015,12(14): 31(1) |
[15] | 杨慧.CD147及整合素拮抗剂抑制RA患者Th17细胞分化的作用和意义.第四军医大学,2012(1) |
[16] | 刘俊晓, 王嘉祺, 王志学,丁勇.黏附分子在类风湿关节炎发病机制中作用的新进展.医学综述, 2015,21(18): 3277(1) |
[17] | Degroote RL, Hauck SM, Treutlein G, Amann B, Frhlich KJ, Kremmer E, Merl J, Stangassinger M, Ueffing M, Deeg CA.Expression changes and novel interaction partners of talin 1 in effector cells of autoimmune uveitis.J Proteome Res,2013,12(12):5812-5819(1) |
[18] | Plavina T, Hincapie M, Wakshull E, Subramanyam M, Hancock WS.Increased plasma concentrations of cytoskeletal and Ca2+-binding proteins and their peptides in psoriasispatients.Clin Chem,2008,54(11):1805-1814.(1) |