本發(fā)明涉及甘露聚糖結合凝集素的新用途技術領域,具體涉及mbl在制備預防或治療th17細胞引發(fā)疾病藥物中的應用。
背景技術:
甘露聚糖結合凝集素(mannan-bindinglectin,mbl)是一種急性時相反應蛋白,主要由肝細胞分泌,為c型凝集素超家族中膠凝素(collectins)家族成員,屬于ca+依賴型的凝集素。人類mbl基因位于10q11-q21染色體上,mbl肽鏈由229個氨基酸殘基組成,成熟的mbl有四個結構域,自n端至c端依次為富含半胱氨酸的n端區(qū)、膠原樣區(qū)、頸區(qū)以及能夠進行糖類識別的c區(qū)。mbl是天然免疫系統(tǒng)中一個關鍵的可溶性模式識別受體(patternrecognitionreceptor,prr),可以選擇性識別多種病原體(如細菌、真菌、病毒、寄生蟲)表面的糖結構,通過激活補體凝集素途徑,發(fā)揮溶破和間接調理作用;或通過與吞噬細胞表面膠凝受體結合,發(fā)揮直接調理作用,從而保護機體免受病原體的侵害。研究表明,正常人血清中mbl濃度約為0.01-10mg/l,mbl作為一種急性期反應蛋白,在應急狀態(tài)下,其濃度可升高3倍以上。mbl被稱為“天然免疫系統(tǒng)中的關鍵分子”,其在機體免疫系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。
研究已證實mbl缺陷是人類最常見的免疫缺陷狀態(tài),主要由mbl-2啟動子基因和結構基因第一外顯子的多態(tài)性所致。mbl缺陷使血清中mbl濃度水平明顯降低,機體處于免疫缺陷狀態(tài),極易感染,情況嚴重者會危及生命。研究表明,mbl缺陷與多種感染性疾病密切相關,特別是在機體合并其它免疫功能低下時(如在hiv感染的患者中、腫瘤患者進行藥物化療后、兒童時期),其表現(xiàn)得更加明顯;mbl缺陷與多種自身免疫病密切相關,如mbl缺陷與系統(tǒng)性紅斑性狼瘡(sle)密切相關;mbl缺陷可能利于自身免疫復合物的沉積,激活補體經典途徑,導致關節(jié)損傷,從而引發(fā)類風濕關節(jié)炎(ra);mbl與心血管疾病如動脈粥樣硬化也密切相關;mbl與糖尿病的發(fā)生發(fā)展也是密切相關的。
隨著對mbl的深入研究,發(fā)現(xiàn)其不僅作為天然免疫系統(tǒng)中的關鍵分子,在補體的第三種途徑(即甘露聚糖結合凝集素途徑)中發(fā)揮著重要作用,而且在適應性免疫系統(tǒng)中也發(fā)揮著極其重要的作用。體外研究發(fā)現(xiàn),用mbl預處理hiv-1可100%抑制hiv感染cd4+的h9淋巴細胞;高濃度的mbl(10-50mg/l)能夠顯著抑制b淋巴系raji細胞的生長;mbl可以抑制白假絲酵母菌(c.albicans)誘導的htp1/cd14細胞產生tnf-α和il-8。因此,深入研究mbl在適應性免疫系統(tǒng)中的作用,具有重要的科學意義和潛在的醫(yī)學實踐意義。
在適應性免疫應答反應中t淋巴細胞是主要的參與者,最初研究發(fā)現(xiàn)cd4+t細胞分為經典的th1細胞、th2細胞和調節(jié)性t細胞(regulatorytcell,treg)三個亞群。th1細胞主要通過分泌ifn-γ、il-12等細胞因子控制細胞內病原體(細菌和病毒)的感染,th1細胞與各種自身免疫病有關;th2細胞主要分泌il-4、il-5和il-13等細胞因子控制寄生蟲和其它細胞外微生物的感染,部分介導過敏反應;treg細胞主要在維持機體免疫平衡中起重要作用。隨著研究的不斷深入,人們發(fā)現(xiàn)以上幾種t細胞并不能完全解釋一些自身免疫性疾病,感染和過敏反應等一些疾病的發(fā)病機制。近年來研究發(fā)現(xiàn)一種不同于th1細胞、th2細胞和treg細胞獨立的cd4+t細胞,越來越受到人們的關注,因其主要分泌il-17細胞因子,被稱為th17細胞(thelper17cells)。th17細胞在維持機體平衡中起著舉足輕重的作用。研究發(fā)現(xiàn)在一些鼠自身免疫性疾病的模型中和一些自身免疫病患者中,均發(fā)現(xiàn)th17細胞數(shù)量增高,如實驗性自身免疫性腦脊髓炎(eae)、膠原誘導的關節(jié)炎(cia)、系統(tǒng)性紅斑性狼瘡(sle)、類風濕關節(jié)炎(ra)、多發(fā)性硬化癥(ms)、哮喘等。這些研究成果表明,對th17細胞進行干預,可能是治療多種自身免疫性疾病和一些炎癥性疾病的靶目標。
近年來研究發(fā)現(xiàn),th17細胞作為一種促炎性的cd4+t細胞亞群,在慢性炎癥、自身免疫性疾病、腫瘤以及感染性疾病中均發(fā)揮重要作用。研究表明,核孤兒受體γt(theorphannuclearreceptorrorγt)是th17細胞分化的關鍵轉錄因子,促進人類th17細胞分化的特異性轉錄因子是rorc,而轉化生長因子tgf-β1(transforminggrowthfactor-β1)、il-6、il-21和il-23對th17細胞誘導分化中至關重要。因此,尋找新的抑制th17細胞分化因素,對于治療多種自身免疫性疾病具有重要的科學意義和臨床醫(yī)學實踐意義。如果想減少th17細胞的數(shù)量,除了阻斷其特異性核轉錄因子rorγt的表達以及減少誘導其分化的幾種細胞因子,是否還有其它未知的能夠抑制th17細胞的分化的因素亟待進一步深入研究。
近年來本課題組一直從事mbl免疫調節(jié)相關研究,研究發(fā)現(xiàn),低濃度mbl(生理濃度,1mg/l)對樹突狀細胞(dc)分化成熟起促進作用,增強免疫應答;高濃度mbl(超生理濃度,10mg/l)明顯抑制b淋巴系raji細胞的生長;高濃度mbl(超生理濃度,10mg/l)可以抑制白假絲酵母菌(c.albicans)誘導的htp1/cd14細胞產生tnf-α和il-8。這些研究結果均表明,mbl在免疫調節(jié)中起著不同的作用。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提出了mbl在制備預防或治療th17細胞引發(fā)疾病藥物中的應用,主要探討了mbl對cd4+t細胞向th17細胞誘導分化的影響,結果表明mbl可以直接抑制cd4+t細胞向th17細胞誘導分化,這不僅是在理論上有顯著性突破(在此之前從未有關mbl誘導th17細胞的文獻報道),而且具有潛在的臨床醫(yī)學意義,為治療th17細胞引起的自身免疫性疾病、過敏性疾病和感染性疾病提供了一種新的治療途徑。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的采用如下技術方案,mbl在制備預防或治療th17細胞引發(fā)疾病藥物中的應用,th17細胞引發(fā)疾病包括自身免疫性疾病、過敏性疾病和感染性疾病,其中自身免疫性疾病包括系統(tǒng)性紅斑性狼瘡、類風濕關節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥、graves病和糖尿病腎病,過敏性疾病包括支氣管哮喘、過敏性紫癜和過敏性鼻炎,感染性疾病包括慢性乙型肝炎病毒感染、丙型肝炎病毒感染、hiv感染和hbv宮內感染。
進一步優(yōu)選,所述mbl通過抑制cd4+t細胞向th17細胞誘導分化實現(xiàn)藥物的功效。
進一步優(yōu)選,所述mbl為聯(lián)合應用配體和單克隆抗體親和層析純化人血漿天然mbl蛋白。
進一步優(yōu)選,所述mbl的濃度高于其在體內的生理濃度。
進一步優(yōu)選,所述mbl的濃度為10ng/ml。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
1、本發(fā)明采用的血標本來源是臍帶血,相比于外周血而言,臍帶血更容易獲得,而且采集的量相對來說較多,臍帶血中還有大量造血干細胞,更容易誘導分化;
2、本發(fā)明通過探索得到了調節(jié)th17細胞誘導分化的新因素,即mbl直接抑制cd4+t細胞向th17細胞誘導分化;
3、本發(fā)明中流式細胞術檢測的是th17細胞特異性的轉錄因子rorγt抗體,相對于檢測il-17a抗體(il-17a主要是th17細胞分泌的)更具有特異性;
4、本發(fā)明突顯出mbl的一種新功能,不僅在天然免疫中發(fā)揮重要作用,而且能夠抑制促炎性th17細胞的誘導分化,是治療多種自身免疫性疾病和炎癥性疾病的新靶點。
附圖說明
圖1是免疫磁珠分選cd4+t細胞的純度圖;
圖2是流式細胞術檢測mbl對cd4+t細胞向th17細胞誘導分化圖。
具體實施方式
以下通過實施例對本發(fā)明的上述內容做進一步詳細說明,但不應該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例,凡基于本發(fā)明上述內容實現(xiàn)的技術均屬于本發(fā)明的范圍。
實施例
實驗材料
1、實驗所用細胞來源
新生兒臍帶血采自新鄉(xiāng)醫(yī)學院第三附屬醫(yī)院和新鄉(xiāng)市第一人民醫(yī)院婦產科足月健康新生兒,胎兒娩出后立即從胎盤臍靜脈穿刺采血放入含有28ml保存液的采血袋中。所有血樣標本均在采樣后4h內送達實驗室。
2、主要試劑
培養(yǎng)基rpmi1640、胎牛血清(fetalbovineserum,fbs)10×pbs溶液、均購自thermofisherscientific公司。
淋巴細胞分離液(ficoll-paqueplus),是ficolltmpm400和密度1.077g/ml的泛影酸鈉的無菌內毒素(<0.12eu/ml)測試溶液,購自gehealthcarelifesciences公司。
抗人cd3單克隆抗體(cd3mab)、抗人cd28單克隆抗體(cd28mab)、pe-cyanine7標記的cd3mab、fitc標記的cd4mab、pe標記的rorγtmab以及cellstimulationcocktail(plusproteintransportinhibitors)均購自ebioscience公司;bv605標記的cd8mab購自biolegend公司。
人cd4+磁珠分選試劑盒、ms分選柱、macs分選架均購自miltenyibiotec公司。
重組人mbl購自acrobiosystems公司;人il-6和轉化生長因子-β1(tgf-β1)購自miltenyibiotec公司。
3、主要儀器和設備
超凈工作臺,sw-cj-2fd型,蘇州凈化設備有限公司。
水浴箱,ssw-420-2s型,上海博訊公司。
co2培養(yǎng)箱,thermo,thermo公司。
低速臺式離心機,tdl-5型,上海安享科學儀器廠。
流式細胞儀,facscalibur型,美國bd公司。
倒置顯微鏡,ts100-f型,日本nikon公司。
低溫離心機,eppendorf5810r型,德國eppendorf公司。
純水儀,nw型,healforece公司。
4、常用試劑配制
(1)1×pbs溶液
1體積份10×pbs溶液+9體積份蒸餾水
(2)1×permbuffer溶液
1體積份10×permbuffer+9體積份deionizedwater
例如:需要10ml的1×permbuffer溶液,則量取1ml的10×permbuffer,9ml的deionizedwater,混勻即可。
實驗方法
1、人臍帶血單個核細胞(cbmc)的提取
依照淋巴細胞分離液(ficoll)說明書,通過密度梯度離心法分離人臍帶血單個核細胞,具體操作步驟如下:取15ml的玻璃管數(shù)支,每支加4ml的ficoll,玻璃管傾斜45℃,沿管壁緩慢加入1:1稀釋的新鮮臍帶血液8ml于淋巴細胞分離液液面上,并且保持兩界面清晰。水平離心機1500r/min室溫離心30min。離心結束后液面分三層,上層為血漿層,中間為人淋巴分離液層,下層主要為紅細胞和粒細胞層。在上層和中間層之間乳白色云霧狀層即為單個核細胞層(cbmc)。用一次性吸管小心吸取云霧狀層,移入到一支新的15ml離心管中,并加入三倍體積的1×pbs洗滌細胞。1500r/min離心10min,棄去上清,并重復兩次。用rpmimedium1640培養(yǎng)基(10wt%fbs)重懸細胞沉淀,并進行活細胞計數(shù),以待用。
2、人臍帶血cd4+t細胞磁性分選
樣品準備
用buffer重懸已提取的cbmc細胞,為去除血小板,用buffer重懸細胞并200×g離心10-15min,小心吸取上清,重復洗滌兩次。
磁性標記cd4+t細胞
整個過程要快速完成,并保持細胞處于預冷狀態(tài),防止成帽現(xiàn)象出現(xiàn)。
推薦孵育的溫度為2-8℃。
ms柱磁性標記≤107細胞。
采用帶有30μm的血液尼龍過濾網的過濾器處理細胞懸液,過濾器使用前用buffer濕潤一下。
(1)細胞計數(shù);
(2)細胞懸液300×g離心10min,完全棄上清;
(3)每107細胞加入80μlmacsbuffer重懸細胞;
(4)每107細胞加入20μlcd4microbeads;
(5)混勻并在冰箱(2-8℃)孵育15min;
(6)(可選步驟)加入染色抗體。比如,加入10μlcd4-fitc,在冰箱(2-8℃)避光孵育5min;
(7)每107細胞加入1-2mlmacsbuffer重懸細胞,300×g離心10min,完全棄上清;
(8)每108細胞加入500μlbuffer重懸細胞,細胞數(shù)目應小于108,大于108應相應增加buffer的體積;
(9)進入下一步磁性分選。
cd4+t細胞的磁性正分選
依據(jù)總細胞數(shù)目選擇適合的分選柱。
總是要等到分離柱中的液體流盡時,再執(zhí)行下一步。
用ms分離柱分選
(1)將ms分離柱置于macs分選器中;
(2)加入500μlbuffer潤洗分離柱;
(3)將500μl細胞懸液置于ms分離柱中,收集流出的液體(即未標記的cd4-t細胞);
(4)加入500μlbuffer沖洗ms分離柱3次,收集流出的液體(即未標記的cd4-t細胞);
(5)將ms分離柱移出macs分選器,放置合適的收集管上;
(6)加入1mlbuffer置于ms分離柱中,立即推動活塞將標記的cd4+t細胞置于收集管中,重復兩次;
(7)為增加cd4+t細胞的純度,上一步收集的cd4+t細胞可以通過第二個ms分離柱,重復1-6的分選步驟;
(8)收集的cd4+t細胞懸液,1500rpm離心10min,完全棄去上清,用10wt%fbsrpmimedium1640培養(yǎng)基重懸細胞沉淀,并進行活細胞計數(shù),以待用。
3、包被anti-cd3mab
將1mg/ml的anti-cd3mab用無菌的1×pbs稀釋至2μg/ml,加入96孔板,50μl/孔,4℃過夜。
4、不同濃度mbl對th17細胞的誘導分化
以每孔1×106個/ml的密度,將分選的cd4+t細胞加入預先包被的2μg/mlanti-cd3mab的96孔細胞培養(yǎng)板中,每孔200μl,各孔均加入anti-cd28mab(1μg/ml)、il-6(25ng/ml)tgf-β1(0.5ng/ml),實驗組分別加入不同濃度(1ng/ml、5ng/ml、10ng/ml)的mbl,對照組不加mbl,每組均設3個復孔。將細胞置于37℃,體積分數(shù)為5%的co2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在細胞培養(yǎng)的第3天,加入cellstimulationcocktail(plusproteintransportinhibitors500×)刺激20h,然后收集細胞用于相關實驗。
5、流式細胞術檢測th17細胞在不同條件下轉錄因子rorγt的表達
(1)收集各組培養(yǎng)后的細胞懸液于1.5mlep管,每管1×106個細胞;
(2)4℃離心機500×g,離心5min,完全棄上清;
(3)加入400μl1×pbs重懸細胞沉淀,4℃離心機500×g,離心5min,棄上清,重復一次;
(4)加入200μl1×pbs重懸細胞,分別加入1μlpecyanine7-cd3、2μlfitc-cd4、1μlbv605-cd8,4℃,避光孵育30min;
(5)孵育完成后,直接加入200μl1×pbs,4℃,500×g,離心5min,棄上清,重復一次;
(6)加入200μl1×fixation/permeabilization溶液重懸細胞,4℃,避光孵育30min;
(7)孵育完成后,直接加入200μl1×perm/washbuffer,4℃,500×g,離心5min,棄上清,重復一次;
(8)分別加入100μl1×perm/washbuffer和1μlpe-rorγt,4℃,避光孵育30min;
(9)孵育完成后,直接加入200μl1×perm/washbuffer,4℃,500×g,離心5min,棄上清,重復一次;
(10)分別加入400μl1×pbs重懸細胞,待上機檢測,倘若不能及時上機檢測可加入500μl4wt%多聚甲醛重懸細胞,于24-48h內上機。
實驗結果
從圖1可以看出,通過免疫磁珠分選可以得到高純度的cd4+t細胞;從圖2可以看出,mbl抑制cd4+rorγt+th17細胞的比例,由此可見,高濃度(10ng/ml,高于生理濃度)的mbl能夠抑制cd4+t細胞向th17細胞誘導分化,進而能夠作為治療多種自身免疫性疾病和炎癥性疾病的新靶點。
以上實施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點,本行業(yè)的技術人員應該了解,本發(fā)明不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明原理的范圍下,本發(fā)明還會有各種變化和改進,這些變化和改進均落入本發(fā)明保護的范圍內。