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STAT3磷酸化与白塞病临床活动性的关系

更新时间:2016-07-05

白塞病(Behcet’s disease,BD)是一种原因不明的,以血管炎为病理基础的多系统损害性疾病[1]。临床上以复发性口腔溃疡、生殖器溃疡、葡萄膜炎和结节性红斑为主要特征,并可累及胃肠道、心血管、神经、血液等多系统。尽管世界各地均有BD报道,但BD在沿古丝绸之路的中东、地中海和远东国家发病率更高,如中国、韩国、日本、土耳其和伊朗。其中,土耳其报告的发病率最高,为80~370/10 万人[2-3]

Janus激酶/信号转导及转录激活因子(signal transducer and activator of transcription,STAT)(JAK/STAT 通路)对Th1、Th17细胞分化具有重要作用[4-7]。而T细胞免疫紊乱,特别是Th1和Th17活化和Treg调节减弱被认为是BD发病机制的基石[7-10]。近年研究提示,BD 人群存在STAT3、STAT4基因突变。Hu等[4]研究发现,与健康对照相比,BD患者STAT3的rs2293152基因型显著增多。已有研究证明类风湿关节炎、炎症性肠病、脊柱关节病和银屑病等自身免疫病与JAK/STAT 通路相关[7,11]。少量研究提示JAK/STAT3 参与BD发病过程。Hamedi等[1]发现,负调节JAK/STAT信号通路的细胞因子信号转导抑制蛋白(suppressor of cytokine signaling,SOCS)在BD中表达上调。Tulunay等[7]通过通路富集分析发现,JAK/STAT3 通路在BD患者的CD14+单核细胞和CD4+淋巴细胞中激活。但目前缺乏有关STAT3磷酸化在BD发病机制中作用的报告。

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(2) 换乘模式。西安地铁2号线南稍门站位于十字路口南侧,车站结构形式为单柱双跨结构;5号线下穿友谊路,并下穿2号线区间。从车站改造难度及对地铁运营的影响考虑,5号线与2号线换乘首选通道模式,即通过在2号线车站站厅层侧墙上开洞,引出换乘通道与5号线车站进行换乘。

本研究应用STAT3磷酸化特异性抑制剂Stattic,以活动期和缓解期BD患者为研究对象,探讨STAT3磷酸化在BD发病机制中的作用及其与BD活动的关系,以期为BD治疗寻找新靶点。

资 料 和 方 法

研究对象 纳入BD患者均符合2013国际白塞病诊断标准(the International Study Group for Behcet’s Disease),排除伴有其他疾病后入组。BD患者的下列症状≥3个则定义为BD活动期(BD -active,BD -A)患者:口腔溃疡、生殖器溃疡、针刺反应阳性、结节性红斑、眼葡萄膜炎、关节炎以及心脏、肠道、血管、血液和神经系统累及。若BD患者症状<3个则定义为BD缓解期(BD -remission,BD -R)[1,7]。健康对照(healthy control,HC)为与患者无亲属关系的健康成人。BD患者和健康对照均于2016年3月至8月期间在复旦大学附属华东医院风湿科门诊及病房募集。本研究通过复旦大学附属华东医院伦理委员会批准(批件编号 20140100),所有参与对象均已签署知情同意书。

Western blot (WB)检测 提取适量PBMC标本总蛋白;将蛋白质样品变性后以10% SDS-PAGE电泳分离,再将蛋白质条带转印至同相支持物上(PVDF膜),然后分别用一抗pSTAT3抗体、STAT3抗体及二抗羊抗兔IgG抗体(均为美国Abcam公司)孵育,采用UVP分析仪对胶片进行扫描,系统按预先设定参数,自动生成蛋白质条带的灰度值。

细胞实验

外周血单个核细胞的分离与培养 无菌条件下抽取BD -A患者、BD -R患者和HC静脉血15 mL (EDTA抗凝),混匀,2 h内处理。采用Ficoll密度梯度离心法提取PBMC。D -Hank’s液稀释PBMC细胞,制成PBMC细胞悬液,并调整浓度至细胞2×106/mL。取PBMC悬液加入T25培养瓶内,每瓶3 mL。BD -A、BD -R和HC组内进一步均分为Stattic抑制剂亚组和空白对照(blank control)亚组。Stattic抑制剂亚组加入2.5 μmol/L Stattic[12]及1 640培养基共5 mL,空白对照亚组中仅加1 640培养基共5 mL。将PBMC细胞板放置于 37 ℃、5% CO2培养箱(日本Sanyo公司)培养72 h备用。

是这样。现在,楚墨怕了,她也怕了。很多时,所谓比生命还重要的情人,所谓比生命还可贵的情感,其实不值一提。当它碰触到彼此的家庭,当它可能影响到彼此的家庭,就变得无足轻重。与彼此的家庭相比,它是那般渺小,它应该没有条件地做出牺牲。

pSTAT3和STAT3蛋白质水平 两因素方差分析显示,BD对pSTAT3蛋白质(FCM检测:F=84.83,P<0.000 1;WB检测:F=717.8,P<0.000 1)和STAT3蛋白质水平(FCM检测:F=41.03,P<0.000 1;WB检测:F=207.5,P<0.000 1)影响显著,BD活动性增加,蛋白质水平增加;STAT3磷酸化对pSTAT3蛋白质(FCM检测:F=41.84,P<0.000 1;WB检测:F=573.7,P<0.000 1)和STAT3蛋白质水平(FCM检测:F=16.55,P<0.000 1;WB检测:F=8.823,P=0.004 4)影响差异显著,磷酸化作用抑制时蛋白质水平减少。Bonferroni post hoc test事后检验结果显示,BD -A组与BD -R组相比,BD -A组中空白对照亚组和Stattic抑制剂亚组pSTAT3蛋白质水平均高于BD-R组(FCM检测:空白对照亚组,t=4.228,P<0.001;Stattic抑制亚组,t=3.668,P<0.01;WB检测:空白对照亚组,t=6.922,P<0.001;Stattic抑制亚组:t=3.595,P<0.01);BD -A组中空白对照亚组STAT3蛋白质水平显著高于BD -R组(FCM检测:t=4.015,P<0.01;WB检测:t=2.758,P<0.05),BD -A组中Stattic抑制亚组较BD -R组有上升趋势(FCM检测:t=1.783,P>0.05,BD -R vs.BD -A,19.28±1.071 vs.21.54±3.498;WB检测:t=3.595,P<0.01,BD -R vs. BD -A,0.447 3±0.008 6 vs.0.455 3±0.019 8)(图1和图2)。

表1 TNF-αIFN-γ和IL-17实时PCR引物序列 Tab 1 Sequence of TNF-α,IFN-γ and IL-17 primers used in RT-PCR

GeneSequence(5'-3')Productlengths(bp)Tm(℃)TNF-αForward:GAGCCGTTAGGACGCTCGCAReverse:CTTGCCTCCGCCTGTGGGTC14960.0259.98IFN-γForward:TCCCTCGCGTGAGGTGAAGCAReverse:TCTGTCTCTGGAGCCAGGTGC12560.0260.05IL-17Forward:CGGCCGCTGCCACCACAGTTReverse:AGTCCCCACGCTGCTCTTCT15160.5060.80GAPDHForward:CTCCTCCTGGCCTCGCTGTReverse:GCTGTCACCTTCACCGTTCC12260.0460.04

标本采集 采集每位实验对象全血样本,统计汇总临床资料包括病史、体征、实验室和影像学检查及治疗经过。

流式细胞术(flow cytometry,FCM)检测 使用移液器轻轻吹匀培养后的PBMC,将细胞混合液移入15 mL离心管中,500×g离心10 min,离心结束后,弃培养液上清,重复上述离心过程1次。用500 μL PBS悬浮细胞沉淀,以4%PFA固定2 h之后分别加入pSTAT3抗体和STAT3抗体,室温条件下孵育30 min,500×g离心5 min,PBS悬浮细胞进行流式细胞术分析(美国BD Biosciences公司FACS Calibur流式细胞仪)。

ELISA检测 细胞培养上清液-80 ℃保存,按照ELISA试剂盒(美国eBioscience公司)要求和步骤检测TNF-α、IFN-γ和IL-17蛋白质水平。

TNF-αIFN-γ及IL-17 mRNA和蛋白质水平 BD和STAT3磷酸化对TNF-α、IFN-γ和IL-17 mRNA和蛋白质水平有显著影响。BD活动性增加,TNF-α mRNA (F=20.60,P<0.000 1)和蛋白质(F=28.89,P<0.000 1)、IFN-γ mRNA (F=39.17,P<0.000 1)和蛋白质(F=5.437,P=0.023 6)、IL-17 mRNA(F=13.42,P=0.000 7)和蛋白质(F=16.93,P=0.000 2)水平显著增加。STAT3磷酸化作用被抑制时,TNF-α mRNA(F=66.46,P<0.0001)和蛋白质(F=22.11,P<0.000 1)、IFN-γ mRNA (F=44.54,P<0.000 1)和蛋白质(F=17.40,P<0.000 1)、IL-17 mRNA(F=30.48,P<0.000 1)和蛋白质(F=15.50,P<0.000 1)水平显著减少。Bonferroni post hoc test事后检验结果显示:BD-A组中TNF-α mRNA水平在空白对照亚组(t=8.180,P<0.001)和Stattic抑制剂亚组(t=3.736,P<0.01)中均显著高于BD -R组;BD -A组TNF-α蛋白质(t=2.644,P<0.05)和IFN-γ蛋白质(t=2.668,P<0.05)水平在空白对照亚组中显著高于BD -R组,在Stattic抑制剂亚组差异无统计学意义;BD -A组的Stattic抑制剂亚组中,IFN-γ mRNA (t=4.289,P<0.001)、IL-17 mRNA(t=3.921,P<0.001)和IL-17蛋白质(t=3.004,P<0.01)水平表达较BD -R组显著升高,而在空白对照亚组中差异无统计学意义(图3)。

结   果

临床资料 共纳入BD患者30例,健康对照10例。根据前述诊断标准,BD患者又分为BD -A和BD -R组。3组平均年龄(F=1.357,P=0.274)及性别(P=0.875)差异无统计学意义。BD -A组和BD -R组病程差异也无统计学意义(t=-1.294,P=0.212)。具体资料见表2。

STAT3即信号转导子及转录激活子通过JAK/STAT3 通路磷酸化,pSTAT3表达可作为STAT3通路激活的直接检测指标[13]。酪氨酸激酶(janus activated kinase,JAK)可磷酸化细胞因子受体和多个含特定SH2结构域的信号分子。细胞因子与相应受体结合后引起受体分子二聚化,使与受体偶联的JAK活化。JAK激活后催化受体上的酪氨酸残基发生磷酸化修饰,进而使STAT3磷酸化。pSTAT3随即二聚化并进入细胞核,与相关 DNA 结合,促进转录,并合成相关蛋白质[7,11,14]

表2 白塞病活动期和缓解期患者一般资料和临床特征 Tab 2 Demographic and clinical features of the active  BD patients and BD patients in remission

ItemsBD-ABD-RMean(y)34.20±11.2040.10±11.78Male/Female(n)6/45/5Diseaseduration(y)6.53±6.0610.70±8.19Oralulcers9(90)4(40)Genitalulcers4(40)1(10)Ocularlesions2(20)2(20)Erythemanodosum6(60)5(50)Folliculitis3(30)2(20)Jointinvolvement2(20)1(10)Intestinalulceration2(20)0Cardiovascularinvolvement2(20)1(10)Centralnervoussystem2(20)1(10)Pathergytest01(10)

荧光定量聚合酶链反应(reverse transcription-PCR) 提取总RNA;按照cDNA第一链合成试剂盒说明书合成cDNA;参照Genbank中人TNF-α、IFN-γ和IL-17基因序列设计合成,所用引物见表1。按逆转录M-MLV1试剂盒(TAKARA公司)说明书依次加入以下试剂建立20 μL PCR反应体系:10 μL Subgreen mix (2×),正、反义引物各0.5 μL,1 μL RT反应液,8 μL的DEPC dH2O。于Applied Biosystems 7900HT荧光定量PCR仪(加拿大Funglyn Biotech公司)上进行扩增反应,绘制扩增曲线,通过2-△△Ct计算目的基因表达水平。

统计分析 采用Graphpad Prism5统计软件,计量资料以表示。年龄、病程组间比较采用单因素方差分析;性别比较采用Fisher确切概率法检验;使用双因素方差分析比较BD和抑制剂因素对细胞实验结果的影响;Bonferroni post hoc test事后检验比较组间差异,P<0.05为差异有统计学意义。

讨   论

2.企图接近型:指行为人与被害人并不会当面接触,但就空间及距离而言,实际上行为人非常靠近被害人,被害人甚至得以知觉到自己被跟踪、纠缠而产生困扰,典型范例如尾随、跟追,站岗等候而造成被害人处于心理压力之下。

本文研究STAT3磷酸化特异性抑制剂Sattic对BD患者PBMC细胞STAT3、pSTAT3以及Th1、Th17相关细胞因子TNF-α、IFN-γ和IL-17水平的影响。Stattic为卟啉类非肽小分子,是STAT3磷酸化的特异性[15-16],通过与STAT3的SH2功能区结合,抑制STAT3在Tyr705位点磷酸化,以抑制STAT3基因表达、蛋白质活化、二聚体形成而抑制STAT3核转运。近来研究提示,STAT3磷酸化作用增强可能与BD免疫应答相关,Wang等[17]研究发现,与免疫应答相关的芳烃受体基因(aryl-hydrocarbon receptor,AhR)基因在BD-A患者PBMC中表达比BD-R患者和HC减低,同时STAT3和STAT5的磷酸化作用增强。本研究结果显示,与HC比较,BD -A、BD -R组pSTAT3、STAT3蛋白质水平均升高;BD活动性增加,pSTAT3和STAT3蛋白质水平均增加;磷酸化作用被抑制时总体STAT3和pSTAT3蛋白质水平均减少;且BD -A患者的pSTAT3和STAT3蛋白质水平显著高于BD -R组。研究结果说明,STAT3通路在BD中激活且与BD活动性相关。

A:pSTAT3 and STAT3 expression analyzed by flow cytometry;B:Relative protein expression of pSTAT3;C:Relative protein expression of STAT3.HC:Health control;BD -R:BD -remission;BD -A:BD -active.(1)P<0.01.

图1 pSTAT3和STAT3在3组的空白对照亚组和Stattic抑制剂亚组PBMC细胞内蛋白质水平流式细胞术检测结果 Fig 1 pSTAT3 and STAT3 protein expression levels in PBMC of the blank control subgroup and theStattic subgroup from the three groups by flow cytometry

A:The protein bands of pSTAT3 and STAT3;B:Relative protein expression of pSTAT3;C:Relative protein expression of STAT3.HC:Health control; BD -R:BD -remission; BD -A:BD -active.(1)P<0.05,(2)P<0.01.

图2 pSTAT3和STAT3在3组的空白对照亚组和Stattic抑制剂亚组PBMC细胞内蛋白质水平Western blot检测结果

Fig 2 pSTAT3 and STAT3 protein expression levels in PBMC of the blank control subgroup and theStattic subgroup from the three groups by Western blot

JAK/STAT 通路对Th1和Th17细胞分化具有重要作用[4-7]。而既往研究提示Th1和Th17细胞在BD中表达均增强,并与BD疾病发生与活动性相关[7,9,18-20],且Th1和Th17相关细胞因子如IL-17、IL-23和TNF-a在BD发病机理中起关键作用[9,21-22]。Tulunay等[7]发现,STAT3信号通路在BD中的激活可能是通过上调Th1 / Th17相关细胞因子(如IFN-γ、IL-6、IL-17 和IL-23)的水平。IFN-γ是经典的Th1类细胞因子。Zhou等[9]研究表明,BD葡萄膜炎患者房水中的IFN-γ水平显著高于白内障等疾病引起的葡萄膜炎患者。IL-17是Th17细胞最具代表性的细胞因子,在BD-A患者血清中显著升高,可通过诱发T细胞黏附而导致炎症反应和组织损伤[10]。TNF-a主要由Th1细胞和巨噬细胞产生,通过诱导促炎因子和黏附分子表达而导致局部炎症,且TNF-a升高与BD活动性相关。近年来,TNF-α抑制剂已应用于难治性BD的临床治疗[22]。本研究中,BD-A和BD-R组TNF-α、IFN-γ、IL-17蛋白质和mRNA水平均高于HC;Stattic抑制剂则下调TNF-α、IFN-γ和IL-17水平。其中BD-A组TNF-α和IFN-γ水平在空白对照亚组显著高于BD-R组,抑制STAT3磷酸化后与BD-R组相比差异无统计学意义;IL-17蛋白质则在空白对照亚组中差异无统计学意义,而Stattic抑制亚组中BD-A组显著高于BD-R组。IFN-γ是经典的Th1类细胞因子,TNF-a主要由Th1细胞和巨噬细胞产生;IL-17是Th17细胞相关细胞因子。由此,STAT3通路激活时Th1细胞相关细胞因子在BD-A组中水平较BD-R组高;STAT3通路抑制后,Th17细胞相关细胞因子在BD-A组中水平高于BD-R组。本文结果提示,STAT3磷酸化可能对Th1和Th17细胞活化均有促进作用,且对Th1细胞活化影响较大。抑制STAT3磷酸化可降低BD患者Th1、Th17相关细胞因子水平,STAT3通路激活可能介导BD患者Th1、Th17活化且与BD活动性相关。由此推测,抑制BD患者STAT3磷酸化可延缓BD进程,改善患者症状。

财务会计与管理会计作为会计学科的重要组成部分,两者的核算对象就是对企业各项经营活动。以企业经营活动为主体,通过科学的手段进行核算和管理,确保企业经营活动能够顺利开展。

抑制IL-6、JAK等上游信号通路、干扰STAT3二聚体形成、阻碍STAT3核内转移、干扰STAT3对靶基因启动子结合均能有效抑制STAT3的转录活性[23]。JAK3抑制剂托法替布(Tofacitinib)为STAT3信号通路的间接抑制剂[24],目前,托法替布已用于类风湿关节炎和炎症性肠病的治疗,并在2015年首次纳入美国风湿协会类风湿关节炎治疗指南[25]。推测以托法替布为代表的STAT3通路间接抑制剂可应用于BD治疗。本研究提示,STAT3通路激活介导BD患者TH1、TH17活化且与BD活动性相关,STAT3磷酸化有望成为BD治疗研究新靶点。

HC:Health control;BD -R:BD -remission;BD -A:BD -active.(1)P<0.05,(2)P<0.01.

图3 TNF-αIFN-γIL-17蛋白质和mRNA水平在3组的空白对照亚组和Stattic抑制剂亚组PBMC细胞内的表达 Fig 3 TNF-α,IFN-γ and IL-17 protein and mRNA relative expression levels in PBMC of the blank control subgroupand the Stattic subgroup from the three groups

参 考 文 献

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(2) 简单灯光引导标志的增加,可显著提升疏散效率。标准站台模拟仿真结果显示,疏散通道增加1个引导标志,人员疏散效率提升4.2%;增加2个引导标志,人员疏散效率提升15%;增加3个引导标志,人员疏散效率提升36%;增加4个标志,人员疏散效率提升47%。具体关系如图3所示。

The correlation between STAT3 phosphorylation and the activity of Behcets disease

BAO Hua-fang, CAI Jian-fei, CHEN Yong, LUO Dan, SHEN Yan, ZOU Jun, GUAN Jian-long

(Department of Immunology and Rheumatology,Huadong Hospital,Fudan University,Shanghai 200040,China)

【Abstract】 Objective To explore the role of signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) phosphorylation in the pathogenesis of Behcet’s disease (BD),and to investigate the association between STAT3 phosphorylation and disease activity in BD patients. Methods Peripheral blood mononuclear cell (PBMC) was isolated from 15 mL peripheral boood of 10 active BD patients (BD-A),10 BD patients in remission (BD-R) and 10 healthy controls (HC) respectively.The blockade of STAT3 phosphorylation was performed by Stattic.The PBMC was divided into Stattic subgroup (treated with 2.5 μmol/L stattic and 1 640 medium,5 mL) and blank control subgroup (treated with 5 mL 1 640 medium),respectively.The protein levels of phosphorylated STAT3 (pSTAT3) and STAT3 were examined by flow cytometry and Western blot.The protein and mRNA levels of TNF-α,IFN-γ and IL-17 were tested by RT-PCR and ELISA.Two-way ANOVA and Bonferroni post hoc test were used to analyze the results. Results Compared with HC,the BD patients showed higher protein levels of pSTAT3 and STAT3,and higher protein and mRNA levels of TNF-α,IFN-γ and IL-17;compared with blank control subgroup,the protein levels of pSTAT3 and STAT3,and protein and mRNA levels of TNF-α,IFN-γ and IL-17 decreased in Stattic subgroup.In the BD-A group,the protein level of pSTAT3,and protein and mRNA levels of TNF-α,IFN-γ and IL-17 were significantly higher than those in the BD-R group. Conclusions An increased activation of the STAT3 pathway may contribute to the pathogenesis of BD and relate to disease activity in BD patients by inducing TH1 and Th17 cells activation.

【Key words】 Behcet’s disease; signal transducer and activator of transcription 3; pathogenesis; TH1 cell; Th17 cell; Stattic

*This work was supported by Shanghai Health System Key Joint Research Project on Important Diseases of the Second Batch (2014ZYJB0010).

上海卫生系统第二批重要疾病联合攻关重点项目(2014ZYJB0010)

Corresponding authorE-mail:guanjianlong@medmail.com.cn

【中图分类号】R593

文献标识码】A

doi:10.3969/j.issn.1672-8467.2018.02.005

(收稿日期:2017-03-02;编辑:张秀峰)

鲍华芳,蔡剑飞,陈永,罗丹,申艳,邹峻,管剑龙
《复旦学报(医学版)》2018年第02期文献

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