正文:三组内比较:B和C组TNF-α、IL-10的表达水平第6天明显高于第3天(P<0.05)。A组TNF-α、IL-10表达水平第6天和第3天比较无差异(P>0.05)(表1、表2)。
表1.三组肺泡灌洗液IL-10的表达(pg/ml)
组别
A组
B组
C组
3天
54.75±1.6
84.24±2.09#
104.59±1.8#*
6天
55.01±2.78△
116.16±2.58#★
137.99±2.79#*★
注:与A组比较#P<0.01;与B组*P <0.05;第6天与第3天比较★P<0.05;△P>0.05
表2.三组肺泡灌洗液TNF-α的表达(pg/ml)
组别
A组
B组
C组
3天
58.04±1.68
109.67±2.27#
119.66±4.95#*
6天
57.89±1.69△
206.39±3.32#★
237.99±2.59#*★
注:与A组比较#P<0.01;与B组*P <0.05;第6天与第3天比较★P<0.05;△P>0.05
2.3 三组肺组织Dectin-1蛋白表达及比较:见图1
肺组织中Dectin-1蛋白三组间比较,第3天C组明显高于A组和B组(P<0.01),B组与A组之间比较无显著性差异(P>0.05)。第6天,C组明显高于B组(P<0.01),B组高于A组(P<0.01)。
三组内比较,A组第3天和第6天比较无显著性差异(P>0.05);B组第6天高于第3天(P<0.01);C组第6天明显高于第3天(P<0.01)。
图1.三组肺组织中Dectin-1蛋白的表达
注:1,A组第3天;2,A组第6天;3,B组第3天;4,B组第6天;5,C组第3天;6,C组第6天。第3天C组与A组、B组比较*P<0.01;第6天C组与A组,B组与A组#P<0.01;第6天与第3天比较★P<0.01;△P>0.05
3.讨论
当病原真菌侵入,机体首先通过病原识别受体(Pathogen Recognition Receptor, PRR)对真菌表面的病原相关分子模式(pathogen associated molecular pattern,PAMP)进行识别后启动天然免疫。念珠菌细胞壁的主要结构如甘露糖(phospholipomannan, PLM)、β-葡聚糖、几丁质等至少被5种Toll样受体(Toll-like receptors, TLRs)和C型凝集素受体(C-type lectin receptors, CLRs)及其它受体(如NOD-like receptors, NLRs)识别[4]。位于细胞壁最内层的β-葡聚糖被甘露聚糖-甘露糖蛋白层所覆盖,从而阻止了PRRs对β-葡聚糖的直接识别,但当其覆盖层破坏后,暴露了的β-葡聚糖被PRRs识别。PAMP经PRRs识别后,活化信号转导通路,募集及激活单核/巨噬细胞、自然杀伤性细胞、中性粒细胞,诱导干扰素、炎症因子、趋化因子的释放,发挥抗真菌的免疫反应[5-6]。其中,针对不同的PAMP可以有几种不同的PRRs参与对其的识别,各个信号传导途径之间可能又存在交叉,多种PRR可通过cross-talk形式同时或先后识别不同的PAMP之后统筹激活或抑制信号转换[7]。
本研究通过对比研究大鼠侵袭性肺部活光滑念珠菌和热处理光滑念珠菌感染,探讨大鼠PRRs之Dectin-1对光滑念珠菌细胞壁内层的识别。大体标本及病理HE染色显示B、C两组大鼠肺组织均充血,表面有凸凹不平大小不一的灰白色病灶,肺泡结构消失、肺泡腔及间质有大量炎性细胞浸润,提示活光滑念珠菌以及经过热处理的光滑念珠菌均具有很强的侵袭性,而经热处理暴露了的光滑念珠菌的β-葡聚糖是致病的重要成分。
CLR是天然免疫中重要的PRR之一,CLR能诱导细胞内信号传导。在真菌性疾病中研究最为广泛的是CLR17组中的树突状细胞相关性C型凝集素-1(dendritic cell associated C-type lectin-1, Dectin-1)。Dectin-1与真菌感染密切相关,是识别真菌β-葡聚糖重要的PRR。Dectin-1由3部分组成即细胞外的糖识别结构域(carbohydrate recognition domains,CRDs)、跨膜区域和细胞质免疫受体酪氨酸活化基序(immunoreceptor tyrosine-based activation motifs,ITAM)结构域[8]。胞外的CRDs对β-葡聚糖识别,通过胞内的ITAM信号转导,导致Syk激酶的激活进而胞内信号通路传导[9]。Dectin-1对局部和全身免疫的诱导和调控以及后续的炎症反应中起到了十分重要的作用[10]。
Gow等[3]用人外周血单核细胞(human peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)、鼠腹膜巨噬细胞分别与活白念珠菌和热杀死白念珠菌孵育,发现热杀死组较活白念组释放更高的TNF-α、IL-6和IL-10,而经阻断热杀死组Dectin-1后TNF-α、IL-6和IL-10的释放受到明显抑制,提示β-葡聚糖通过Dectin-1使TNF-α、IL-6和IL-10升高。同时阻断热杀死组和活白念组Dectin-1后,热杀死组较活白念组细胞因子的释放受到更强的抑制,从而有力地支持活白念珠菌细胞壁β-葡聚糖被甘露糖覆盖,而热杀死后β-葡聚糖暴露[11]。本研究发现B、C两组大鼠肺泡灌洗液中TNF-α和IL-10均呈进行性高表达,且C组肺泡灌洗液中TNF-α和IL-10表达更高(P<0.01)。同时,热处理光滑念珠菌组肺组织中Dectin-1的表达高于活光滑念珠菌感染组,提示使用暴露白念珠菌内层β-葡聚糖热处理的方法,同样也能暴露光滑念珠菌内层的β-葡聚糖,从而增加了Dectin-1的表达。Dectin-1是识别光滑念珠菌细胞壁β-葡聚糖重要的PRR。
Dectin-1在识别β-葡聚糖后可以引发一系列的细胞炎症反应,包括通过吞噬作用和内吞作用导致的配体结合、树突状细胞成熟、呼吸爆发、花生四烯酸代谢物和大量的细胞因子的产生,如TNF-α、IL-10、IL-2、IL-23、IL-6以及趋化因子CXCL2等[12]。IL-10作为有重要意义之一的广谱抗炎症因子,其在真菌感染发挥的作用目前尚未明确,甚至有争议。IL-10主要由Th2细胞产生,此外还可以由巨噬细胞、B细胞产生,它能抑制巨噬细胞等分泌Th1型细胞因子,如IL-1、IL-6、TNF-α的合成,间接诱导Th2型反应,发挥免疫抑制作用。同时,IL-10可以抑制树突状细胞(DC)分泌IL-12,降低其促Th1反应能力。传统上认为在真菌感染期间,IL-10的分泌对于宿主是有害的。然而最近一项调查提示在严重炎症时,IL-10抑制白细胞的活化作用能有效地限制机体的损伤[13]。同时,IL-10参与了细胞的分化,对于在粘膜和皮肤长期存在白念珠菌感染的调节是有益的[14];与之相反,在散播性的白念珠菌感染时,当病原体穿过黏膜、或者进入血液致血流感染时,IL-10的分泌就有害于宿主[14]。
本研究B、C两组大鼠在感染后的第3、第6天IL-10均呈进行性高表达状态,同时病理学切片也提示肺泡结构的破坏呈进行性加重及大量的炎性细胞浸润。这一结果提示光滑念珠菌肺部感染严重程度与体内IL-10 水平相关,IL-10在这一环节中起到了负性调节的作用,即IL-10 水平越高,感染程度越重。这一结果与林莉[15]等研究结果一致。Dectin-1除触发先天性免疫应答外,还可以激活适应性免疫。体外试验提示,Dectin-1可活化树突状细胞识别凝胶多糖,刺激CD4+细胞分化为Th17和Th1细胞[16]。IL-10能抑制巨噬细胞等分泌Th1型细胞因子,如IL-1、IL-6、TNF-α的合成,间接诱导Th2型反应,发挥免疫抑制作用。同时,IL-10可以抑制树突状细胞(DC)分泌IL-12,降低其促Th1反应能力。我们的研究结果提示IL-10进行性的高表达可以抑制保护性Th1细胞炎性因子的分泌,从而活化Th2细胞,使得念珠菌长期滞留,从而减弱机体对真菌的抵抗力。
综上,本研究发现,经热处理暴露了细胞壁内层β-葡聚糖的光滑念珠菌仍具有较高的致病性,当其进入机体后导致以β-葡聚糖做为主要PAMP的侵袭性肺部光滑念珠菌感染的发生。Dectin-1作为β-葡聚糖的主要受体,在识别、启动信号传导及诱发下游炎性因子方面起到了重要作用。IL-10作为免疫反应中的重要的细胞因子,在侵袭性肺部光滑念珠菌感染中起到了负性作用。因此,使用IL-10抑制剂,对于深部的真菌的治疗应有一定的疗效。
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