実験および治療薬

はじめに

気管支喘息は、多くの炎症細胞およびメディエーターを含む慢性炎症性気道疾患である。 T細胞、特にTヘルパー(Th)1およびTh2。 喘息患者における気道炎症の誘導に重要な役割を果たす(1)。 複雑な免疫応答はina Th1/Th2不均衡をもたらすTh1不足およびTh2活動亢進を引き起こすcapableofです。 この不均衡は免疫グロブリン(Ig)分泌を促進し、オルテドシトカイン分泌を介して肥満細胞および好酸球を感作し、気道のアレルギー性炎症および高インターフェロン(IFN)-γおよびインターロイキン(IL)-4は、それぞれth1およびTh2の典型的なサイトカインである。

喘息患者では、持続的な気道炎症は、抗原提示細胞(APC)によって開始され、様々なアレルゲンをT細胞およびその後の免疫応答のシグナルに統合する(4,5)。T細胞の活性化には、CR複合体および分化クラスター(CD)を介して開始されるシグナルが必要である2 8。 成熟した樹状細胞(mdc)は、CD28(6)とt細胞の活性化、拡張および分化viainteractionをfortriggering必要とされるシグナルを提供する共刺激分子escd80とCD86の高レベルを発現します。 Previousstudiesは、CD80とCD86レベルが喘息(7,8)と上昇した入院患者であることを実証しています。喘息モデルを調査する以前の研究では、MDCはTh2分極を誘導し、IL-4分泌を上方調節し、IFN-γ産生を下方調節し、好酸球炎症を誘導することが示されてい しかし、喘息のムリンモデルにおけるTヘルパー細胞の分化およびサイトカイン分泌に対するDCsにおけるCD80およびCD86のノックダウンの効果を調

本研究では、低分子干渉RNA(siRNA)を用いたDc上のCD80およびCd86分子発現の抑制によって同時刺激性T細胞活性化シグナルがブロックされ、Cd80およびCD86ノックダウンがTh1/Th2典型的なサイトカインIFN-γおよびIL-4の発現レベルに及ぼす影響を評価した。 したがって、喘息の治療標的化におけるRNA干渉(Rnai)の適用のための標的としてのCD8 0およびCD8 6の可能性が調査された。

材料および方法

動物

合計20の健康な特定の病原体を含まないgradeBALB/cマウス(6-8週間; 平均重量、1 8±2g)をSunyat−Sen University(Guganuzo,China)の実験動物センター(Center o f Experimental Animals)から購入した。 実験はSun Yat-SenUniversityの動物研究委員会によって承認されたtoprotocolsに従って行われました。

喘息モデル

合計20匹のマウスを2つのグループにランダムに割り当てました:i)喘息群、およびii)正常対照group.In 喘息群では、各マウスをオボアルブミンに感作した(OVA;Sigma-Aldrich,St. Louis,MO,USA)を、1日目、1 4日目および2 1日目に腹腔内に1 0 0μ gのOVAを加え、これを2 0mgのミョウバン(Guganuzhemical Reagent C O.、広州、中国)。 その後、マウスは、気密容器(50×50×50cmの寸法を有する)中で30分/日のための5%OVAのエアロゾル挑戦に28-34日目にさらされました。 正常対照群では、マウスを感作し、OVAタンパク質溶液の代わりに当量の生理食塩水溶液で上記のように調整した。 Lastchallengeの後の24時間で、マウスは巧みな、十分に訓練された人員によって行なわれる公認の頚部dislocationprocedureによって犠牲にされました。 標本は脱水され、パラフィンに埋め込まれ、以前に記載されているようにヘマトキシリンおよびエオシンで染色された(11)。 気管支および肺組織における病理学的変化を、Nikon Eclope T I lightmicroscope(Nikon Corporation、Tokyo、Japan)の下で評価した。

骨髄由来dcの分離

すべてのマウスは、最終的な挑戦の後に子宮頸部脱臼24時間によって犠牲にしました。 骨髄を、rpmi−1 6 4 0培養培地(Gibco;Thermofisher Scientific,Inc.、ウォルサム、マサチューセッツ州、米国)。 2 5 0×gで5分間遠心した後、細胞を赤血細胞(RBC)溶解緩衝液(Cwbio C O. (株)エヌ-ティ-ティ リン酸緩衝生理食塩水(pbs)で洗浄し、2 5 0×gforで5分間遠心分離し、recombinantmouse顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(RMGM−CSF;Peprotech,Inc. Rocky H Ill,NJ,USA;1 0ng/ml)およびRMIL−4(Peprotech;1 0ng/ml)を順番に使用した。 6日間の培養の後、1μ g/mlのリポ多糖(LPS;Sigma−Aldrich)を添加し、7日目に非付着性MDCを採取した。 DCを、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)−抱合ハムスター抗Cd1 1C(5μ g/ml;1 1−0 1 1 4)、フィコエリトリン(PE)−抱合ハムスター抗CD8 0(5μ g/ml;1 2−0 8 0 1)、FITC−抱合ラット抗CD8 6(5μ g/ml;1 1−0 8 6 2)ii(5μ g/ml;1 2−5 3 2 2;allebioscience,INC.、サンディエゴ、カリフォルニア州、米国)モノクローナル抗体、およびその後、フローサイトメトリー(BD FACSVerse)によって分析された; BDBiosciences,Franklin Lakes,NJ,USA)は、標識された抗原発現の陽性発現速度を決定するために使用される。

siRNAおよびトランスフェクション

CD80およびCD86を標的とする特異的siRNA配列(表I)は、Gu et al(12)の方法に従って設計および選択された。

siRNAおよびトランスフェクション

CD80およびCD86を標的とする特異的siRNA配列(表I)を設計し、選択した。 全てのsiRNAはShanghai Genepharma C Oから購入した。 (株)エヌ-ティ-ティ (上海、中国)。 トランスフェクションステップは、製造業者のプロトコールforlipofectamine2 0 0 0(Invitrogen;Thermo Fisher Scientific,Inc.).簡潔に述べると、Dcを、トランスフェクションの前日に1×1 0 5細胞/ウェルの濃度で2 4ウェル組織培養プレート中で培養した。 Toprepare脂質−siRNA複合体、3μ lのLipofectamine2 0 0 0を5 0μ lのOpti−MEM(Gibco;Thermo Fisher Scientific,Inc.室温で5分間、および1 2μ lの示されたsiRNAを、現在5 0μ lのOpti−MEMと組み合わせた。 希釈したリポフェクトアミン2000およびsiRNAをその後混合し、複合体形成のために室温でさらに20分間インキュベートした。Cotransfectionを行ったとき、CD80siRNA:Lipofectamine2000およびCD86siRNA:Lipofectamine2000複合体の当量を各ウェルに加えた。 トランスフェクション効率を決定するために,陰性対照としてFAM-スクランブルsirnaを用いた。 トランスフェクトされたDcの3つの群が確立された:非siRNA群では、DCにアニスsiRNAを添加せずに、リポフェクタミン2 0 0 0のみが添加された。 SiRNA群では、MDCは、CD8 0特異的siRNAおよびCD8 6特異的siRNAによって交雑された。 NegativesiRNA群では、mdcは、標的化Rnaと相同性を持たない非特異的な非targetingFAM-siRNAによってトランスフェクトされた。実験は、各試料について三重に行った。トランスフェクション効率は、蛍光顕微鏡(Nikon Eclipse Ti、Nikon Corporation)を用いて決定し、フローサイトメトリーによって検出した。

表I.

siRNAの配列。

逆転写-定量ポリメラーゼ連鎖反応(RT-qPCR)

CD80およびCD86mRNA発現レベルを評価するために、トランスフェクションの後にRT-qPCRを行った。 プライマー配列(表II)はGenBankに従って設計され、DaAn Gene Co.によって合成された。 (株)エヌ-ティ-ティ Sun Yat-Sen大学(広州、中国)の。 トランスフェクション後2 4時間で、Trizol試薬(Invitrogen;Thermo Fisher Scientific,Inc. Roche Lightcycler4 8 0(Roche Diagnostics,Basel,Switzerland)中でQuantitect SYBR Green RT−PCRキット(Qiagen Gmbh,Hilden,Germany)を用いて逆転写および増幅した。 増幅は、Quantitect SYBR Green RT−Pcrkit(Takala,Japan)の製造業者のプロトコルに従って行った。 増幅条件は、93℃で3分間、93℃で30秒間、55℃で45秒間、および72℃で45秒間の40サイクルであった。 Relativegene expression levels were calculated using the quantificationcycle (Cq) method with normalization to glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase (GAPDH) as the reference gene using 2−∆∆Cq(13).

Table II.

Primer sequences of mRNA.

フローサイトメトリー

トランスフェクション後のDc上のCD80およびcd86の陽性発現率を検出するために、フローサイトメトリーは、CD80およびCD86のMHC II/Cd11Cゲート上で行われた。 6時間トランスフェクション後、DcをPBSで2回洗浄し、蛍光標識抗体を用いて4℃で3 0分間インキュベートした。その後、細胞を再びPBSで洗浄し、1 0g/lのパラホルムアルデヒドで固定した。 以下の抗マウスmonoclonalantibodiesが使用されました: 上記のように、PE−抗MHC II、FITC−抗Cd1 1C、PE−抗CD8 0、およびFITC−抗CD8 6が挙げられる。 すべてのフローサイトメトリー分析は、IgGアイソタイプ対照を用いて行った。

T細胞分離

脾臓は、マウスが子宮頸部脱臼によって脱窒された後に除去された。 T細胞を、製造業者のprotocol(Dakewe Biotech C O. (株)エヌ-ティ-ティ、中国)。 さらなる処理の前に、細胞密度を1×1 0 9/lに調整した。混合リンパ球反応(MLR)

喘息マウス骨髄由来Dc(1×104/ウェル)と健康なT細胞(1×105/ウェル)は、96ウェルプレートで1:10の比で共培養した。 共培養系を、3つの群に分けた:i)非siRNA群、i i)sirna群、およびi i)陰性siRNA群を、上記の対応する群からのDcと一緒にした。 次に、OVAを各ウェルに加えて、総体積200μ lの最終濃度10mg/lにした。 セルは37℃で5%加湿CO2inair atmosphere atmosphere中で72時間インキュベートした。

酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISAs)

共培養の3日後、上清を回収した。 IFN−γおよびIL−4レベルを、IFN−γおよびIL−4について特異的なELISAキットを用いて分析した(Dakewe Biotech C O. (株)エヌ-ティ-ティ)製造業者の指示による。 吸光度値は、Multiskan MK3(Thermo Fisher Scientific,Inc.).

統計分析

統計分析は、SPSSsoftwareバージョン13.0(SPSS,Inc.)を用いて実施した。、シカゴ、イリノイ州、米国)。 データは、平均±標準偏差(S D)として表される。 検査は各マウスのために三回で行われた。 群間の統計的比較は、一方向分散分析を用いて実施し、群内の比較は、Student’st−testを用いて実施した。 グループ間の違いは統計的に考慮されたP<0.05のときに有意であった。

結果

喘息モデル

20健康なSPFグレードBALB/cマウスは、それぞれ10マウスで、喘息および正常対照群に割り当てられました。 Allmiceは実験的な動物の損失なしで最終的な分析で評価されました。 肺組織病理によると、OVA免疫マウスからの肺セクションは、peribronchiolarおよびperivascular浸潤を伴う明確な気道炎症を示した。 これらの浸潤は主に好酸球とリンパ球で構成され,気管支粘膜と平滑筋の肥厚,粘液分泌の増加,気道上皮細胞の脱落,気道狭窄,肺インタースティチウムに散在する炎症細胞を示した。 正常対照群からの長い切片では有意な病理学的変化は観察されなかった。 代表的な組織病理学的データを図に示す。1.

細胞表面分子発現bymDCs

それらの表面上のCd11C、CD80およびCD86の発現レベルは、蛍光活性化細胞選別(FACS)によって検出された。 喘息群からのmdcは、正常対照群のそれと比較可能なレベルでCd11Cを発現した;有意差は二つのグループの間に見出されなかった(P>0.05)。 しかし、正常対照群と比較して、喘息群は、有意に高いCD8 0およびCD8 6発現レベルを示した(P<div id=「6 8 5dc0c3 8a」></div>0. 2).

MDCのトランスフェクション

CD80特異的およびCD86特異的siRNA構築物は、MDCへの転移に成功した。

CD80特異的siRNA構築物は、MDCへの転移に成功した。

CD80特異 トランスフェクションされたmdcは、トランスフェクション後6時間蛍光顕微鏡下で観察された。FACSによって検出されたsiRNAのトランスフェクション効率は、約7 5%であった(図1 0A)。 3).

トランスフェクション後のmdcによるCd80およびCD86のmRNAおよびタンパク質発現

トランスフェクションmdcにおけるCD80およびcd86のmRNAおよ RT-qPCRによって検出されたCd80およびCD86mRNA発現レベルは、非siRNA、siRNAおよびnegativesiRNA群におけるcd80mRNA発現レベルがそれぞれ2.09±0.46、0.60±0.17、および2.04±0.93であ Facsによって提供されたデータは、非siRNA群、siRNA群および陰性siRNA群におけるCD8 0タンパク質陽性発現率がそれぞれ8 2.4 5±1 5.8 0、3 0.7 9±7.0 7および8 1.8 3±1 0.0 7%であり、CD8 674% Mrna発現レベルと蛋白陽性発現率は同等の結果を示した。 非siRNA群と陰性siRNA群との間に有意な有意性はなかった(P>0.05)。 それらsiRNAおよびsirna群のタンパク質レベルにおけるCD8 0およびCD8 6の発現は、非siRNAおよび陰性siRNA群のそれと比較して有意に減少した(P<div id=「6 8 5dc0c3 8a」></div>0. 4および5)。 これは、siRNA標的干渉がCD80およびCD86mRNAおよびタンパク質発現レベルを有意に抑制することができることを示している。<h6>T細胞によるIFN−γおよびIL−4分泌MDCsで共培養した。</h6><p>7 2時間の共培養後、MDCおよびT細胞共培養系の上清中のIFN−γおよびIL−4レベルをELISA IFN-γ発現は、非siRNAおよび陰性siRNA群(それぞれ72.56±26.30および80.21±24.42pg/ml)と比較して、siRNA群(132.73±25.04pg/ml)で有意に増加したが、非siRNAおよび陰性siRNA群(それぞれ72.56±26.30および80.21±24.42pg/ml;P<0.05)との間に有意な差は検出されなかった(P<0.05)。>0.05)。 IL-4発現レベルは、非siRNAおよび陰性siRNA群(それぞれ150.69±29.50および163.19±25.36pg/ml;P<0.05)と比較して、siRNA群(93.04±23.13pg/ml)で有意に減少したが、非siRNAおよび陰性siRNA群(P<0.05)との間に有意差は検出されなかった。>0.05;図。 6).

Discussion

気管支喘息は慢性炎症性気道であるマスセル、好酸球、リンパ球および他の細胞成分(14-17)を含む様々な炎症性細胞を含む疾患。Th1/Th2の不均衡は、喘息の重症度(に寄与する重要な要因である18)。 DCs、マクロファージおよびB細胞を含むapcは、T細胞の刺激において重要な役割を果たす(19)(3)。 その中でも、DCは最も強力であるapcは、アレルギー性免疫を含む一次および二次免疫応答に寄与する。 共刺激分子CD80およびCD86の発現レベルが高い成熟Dc(MDC)はT細胞を活性化するが、CD80およびCD86の発現レベルが低い未熟樹状細胞(IDC)はT細胞応答を抑制し、免疫寛容を誘導する(20,21)。 喘息を有するDCSIN患者は、過活動性であることが実証されている(2 2)。

CD80およびCD86は、APC表面上に発現され、t細胞活性化および生存に必要な刺激シグナルを提供するために並行して働く二つのタイプのタンパク質である。

CD80およびCD86は、APC表面上に発現され、t細胞活性化および生存に必要な刺激シグナルを提供するためにタンデムで働く。 これまでの研究は、mDC表面上の共刺激分子CD80およびCD86の発現レベルが、Th2細胞反応および気道炎症と密接に関連していることを示している(23,24)。 喘息患者では、cd80およびCD86を高発現するmdcは、ナイーブCD4+ヘルパー T細胞活性化を刺激してTh2細胞に分化させ、Th1/Th2不均衡をもたらす。 その後、IFN-γなどのTh1サイトカインの分泌が不十分であり、IL-4やIL-5などのTh2サイトカインの分泌が増加すると、好酸球性炎症およびアレルギー性気道炎症を引き起こす(10,24,25)。 Th2細胞活性化の促進にはTwosignalsが必要である(26-28)。 最初のシグナルは、t細胞表面上のT細胞受容体-CD3受容体複合体と特異的に結合するmdc表面上の抗原-MHC複合体の形成であり、第二のシグナルは、ナイーブT細胞上のtoreceptorと特異的に結合するmDC表面上の共刺激分子発現および機能的活性化であり、二つのシグナルは、共刺激経路を形成する(29)。 また、胸腺間質リンパポエチン(TSLP)のようなDcによって産生される特定の細胞分子がT h細胞分化の方向に影響を及ぼすため、第3のシグナル(3 0)が存在す しかし、上記のすべてのシグナルの中で、CD80/CD86-CD28共刺激経路が最も古典的で重要である。 これまでの研究では、cd80/CD86-CD28共刺激経路が、モノクローナル抗体アプローチによってcd80/CD86共刺激経路を遮断することが喘息マウスの炎症を阻害することを実証することにより、喘息治療の有効なターゲットとなる可能性があることが示されている(25)。 さらに、アンチセンスオリゴヌクレオチドを用いてCD80/Cd86Co刺激経路を抑制することは、気道活動亢進を抑制することができる(31)。

RNAiは、遺伝子サイレンシング現象wherebyendogenous-または外因性特異的二本鎖Rnaは、相同mRNAの分解をトリガし、対応する機能的表現型の損失を誘導します。

RNAiは、遺伝子サイレンシング現象である。

rnaiは、相同mRNAの分解を この技術は1998年にFireらによって最初に発見されて以来(32)、thetechniqueは高度な特異性と効率を達成するためにさらなる発展を遂げてきました。 RNAitechnologyの治療上の適用は基礎医学および臨床研究の高いレベルのofinterestを近年集めているトピックです。Rnaiが毒性遺伝子発現を阻害する能力は、様々な疾患を治療するために広く使用されてきた(33-35)。また、多くの研究が、RNAiを気管支喘息の診断および治療のためにINDCを使用できることを報告している(36-39)。Darcan-Nicolaisenら(40)は、sirna点鼻薬の投与を用いて、気道炎症および高活性であるtheOVA誘発喘息マウスモデルにおけるアレルギー性喘息の二つの主要な兆候が、sirna点鼻薬の投与を用いてairwayepithelial細胞におけるシグナル伝達器および転写6(STAT6)サイレンシングの活性化因子によって有意に改善されたことを発見した。森脇ら(41)サイトカインシグナル3(SOCS3)遺伝子サイレンシングのsiRNAを介したサプレッサーは、喘息マウスにおけるアレルゲン刺激によって誘導された気道反応性と好酸球浸潤を抑制することができることを実証した。 Zhengら(42)は、sirnaの適用が喘息マウスのDCsにおけるチロシンプロテインキナーゼ(TPK)遺伝子発現を阻害し、抗原提示細胞としてのdcsの機能能力を抑制し、それ しかし、喘息マウスにおけるT細胞分化に対するDCsにおけるsiRNAを介したCD80およびCD86ノックダウンの効果に関する研究は欠けている。 現在の研究では、マウスbonemarrow由来DcにおけるCD80およびCD86mRNAおよびタンパク質発現が正常にRNAIの効率を検証したcd80およびcd86標的siRNAで減少した。

本研究では、以前に報告された方法(43)に従って確立された喘息マウスモデルが使用された。 結果は、喘息群から得られたmdcが増加したCd80とCD86発現レベルを示したことを示し、これはcd80/Cd86容量が喘息患者で高まる可能性があることを CD80およびCD86標的siRNAとmdcのFollowingtransfection、themRNA発現レベルとcd80およびCD86のタンパク質陽性発現率が有意にsiRNAのアプローチは、転写および翻訳レベルで共刺激分子CD80とCD86に持っていたtheinhibitory効果を確認し、減少した。 MdcとT細胞の共培養からの上清では、RNAiはIFN-γ発現の増加とmdcにおけるtheco刺激分子CD80とCD86の発現を減少させることは、喘息マウスにおけるthecd80/CD86-CD28共刺激経路を弱めたことを示すofIL-4レベルの減少を誘導した。 RNAiはTh1/Th2サイトカインの発現にも影響を与え、理論的なTh1/Th2不均衡が変化し、その結果、免疫寛容が誘導されたことを示した。 これらの知見は、CD80およびCd86Mayが喘息治療におけるRNAiアプリケーションの潜在的な標的であり、喘息の遺伝子治療のための新しい道を提供するこ

謝辞

この研究は、呼吸器疾患の国家キー研究所(広州、中国)からのオープンプロジェクト助成金(助成番号2007DA80154F1107)によってサポートされました。

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