2. 山东省医学科学院, 济南 250062
2. Shandong Academy of Medical Sciences, Jinan 250062, China
骨质疏松症(OP)是绝经后女性常见的骨代谢性疾病,我国50岁以上女性骨质疏松症患病率为20.7%[1]。研究表明绝经后骨质疏松症与雌激素水平降低密切相关[2],临床上雌激素替代疗法治疗绝经后骨质疏松有明确疗效,但长期使用可能会导致中风、静脉栓塞等风险增加,且存在诱发肿瘤的风险[3]。左归丸是补肾滋阴经典方剂,治疗骨质疏松症取得良好临床疗效,但其作用机制尚不明确[4]。T细胞是重要的免疫细胞,T细胞亚群相关细胞因子表达与雌激素水平存在显著相关性[5]。我们前期研究发现左归丸能调节Th1/Th2亚群平衡改善雌激素缺乏导致的骨密度下降[6],但Th17/Treg亚群在本病中的作用尚缺乏临床研究。本研究通过观察女性绝经前后雌激素水平、骨密度和静脉血Th17/Treg亚群变化,从免疫学角度探讨女性绝经后骨量丢失的发病机制,阐释左归丸调节Th17/Treg亚群平衡治疗绝经后骨质疏松症的机制,为指导临床用药提供依据。
1 资料与方法 1.1 一般资料选择2016年1月至2017年11月在山东中医药大学附属医院查体妇女45例,其中健康未绝经妇女15例为未绝经组,自然绝经妇女30例。未绝经组妇女,年龄25~35岁,平均(31.2±2.6)岁,平素身体健康,月经规律,未妊娠,纳入未绝经组。自然绝经妇女,年龄在55~65岁,平均(60.3±3.8)岁,绝经时间均在2年以上,随机分为绝经组与左归丸组各15例,2组一般资料比较差异无明显统计学意义(P>0.05)。所有研究对象均被详细询问病史,没有影响骨代谢的其它疾病,未用雌激素替代治疗,并签署知情同意书。本研究已经通过山东中医药大学附属医院伦理委员会的批准。
1.2 主要试剂及仪器雌二醇ELISA试剂盒购于德国罗氏公司;人外周血淋巴细胞分离液购于TBD sciences公司;RT-PCR试剂(M-MLV、dNTP、RNA酶抑制剂等)购于生工生物工程(上海)有限公司;PMA、Ionomycin购于Sigma公司;氯仿、无水乙醇、异丙醇购于天津市广成化学试剂有限公司;IL-17A、IL-10、β-actin引物购于上海博尚生物技术有限公司,引物序列见表 1。
左归丸组绝经妇女予左归丸(河南省宛西制药股份有限公司,国药准字Z41020696)9g/次,每日2次,口服。2周为1疗程,连服2个疗程后,空腹抽取静脉血。
1.3.2 标本采集取研究对象空腹静脉血4ml,其中2.5ml采用EDTA抗凝,Ficoll密度梯度离心法分离外周血单个核细胞,用于流式细胞术、Westen blot及RT-PCR检测, 1.5ml离心后取血清用于电化学发光法检测血清雌二醇(E2)水平,
1.3.3 流式细胞术收集外周血单个核细胞,1×PBS洗2遍,去上清,调整细胞浓度为1×106个/ml, 细胞重悬于100μl 1×PBS,将抗体按说明书加到细胞悬液中,4℃避光孵育30min,1×穿膜Buffer洗1遍,1×PBS洗1遍,去上清,200ml 1×PBS重悬细胞,转管上机检测。
1.3.4 Western blotRIPA裂解液裂解外周血单个核细胞30min,离心12000r/min,取上清蛋白,混合摇匀,沸水煮3min,取出,电泳分离转膜;25ml TBS洗膜5min,室温下摇动;置膜在25ml封闭缓冲液中1h, 室温下摇动,15ml TBS/T洗3次(5min/T),加入1 :250稀释的RORγt、Foxp3一抗,室温下孵育1h,缓慢摇动,15ml TBS/T洗3次(5min/T);加入1 :1000辣根过氧化酶(HRP)标记的二抗,室温孵育1h,摇动,15ml TBS/T洗3次(5min/T),15ml TBS洗1次;化学发光法测蛋白表达。
1.3.5 RT-PCR外周血单个核细胞mRNA提取、RT反应及PCR反应参考文献[5]报道。采用Alpha凝胶成像系统分析图像。
1.3.6 腰椎BMD(骨矿物质密度)测定双能X线骨密度仪测定研究对象腰椎2-4(L2-4)前后位BMD。
1.4 统计学方法应用SPSS11.5软件进行统计分析。计量资料以x±s表示,采用One Way-ANOVA方差分析,两组间比较采用Turkey法检验,数据间相关性用Pearson相关性分析。各组数据以P<0.05表示差异有统计学意义。
2 结果 2.1 各组血清E2及腰椎BMD水平与未绝经组比较,绝经组血清E2和BMD表达明显降低(P<0.05);与绝经组比较,左归丸组E2表达无明显差异(P>0.05),BMD水平明显升高(P<0.05),提示左归丸能提高绝经妇女的骨密度,且对绝经妇女E2表达无影响,无明显雌激素样作用,见表 2。
与未绝经组相比,绝经组Th17亚群比例显著升高,Treg亚群比例降低(P<0.05),T细胞向Th17亚群偏移。与绝经组相比,左归丸组Th17亚群比例显著降低,Treg亚群比例升高,差异具有统计学意义(P<0.05),见表 3。
相关性分析显示,E2表达与骨密度呈正相关(P<0.05);骨密度与Th17亚群比例呈负相关(P<0.05),与Treg亚群比例呈正相关(P<0.05);E2表达与Th17亚群比例呈负相关(P<0.05),与Treg亚群比例呈正相关(P<0.05),见表 4。
与未绝经组比较,绝经组Th17亚群特异性核转录因子RORγt蛋白表达明显升高(P<0.05),Treg亚群特异性核转录因子Foxp3蛋白表达明显降低(P<0.05);与绝经组比较,左归丸组RORγt蛋白表达明显降低(P<0.05),Foxp3蛋白表达明显升高(P<0.05),见表 5。
与未绝经组比较,绝经组Th17亚群特征性细胞因子IL-17A mRNA表达明显升高,Treg亚群特征性细胞因子IL-10mRNA表达明显降低,差异具有统计学意义(P<0.05);与绝经组相比,左归丸组IL-17A mRNA水平明显降低,IL-10 mRNA水平明显升高,差异具有统计学意义(P<0.05)。见表 6。
在骨代谢过程中,成骨细胞(OB)参与骨的形成,破骨细胞(OC)参与骨的吸收,这一动态平衡被打破就会导致骨代谢疾病如骨质疏松症的发生。研究表明骨代谢受内分泌系统、免疫系统的调节,三者共享细胞因子、转录因子、受体及信号分子等多种调控分子[7-8]。雌激素是人体重要的内分泌激素,绝经后女性雌激素水平明显降低,T细胞是重要的免疫调节细胞,雌激素、T细胞、骨代谢三者之间的关系成为本领域研究的热点。
初始T细胞接受抗原刺激而活化,分化为不同的T细胞亚群分泌特征性细胞因子主导不同的免疫反应。Th17、Treg是最新发现的T细胞亚群,产生于同一种前体细胞CD4+ T细胞,在维持破骨细胞-成骨细胞平衡中发挥重要作用。Th17是初始T细胞在IL-6和IL-23的刺激下分化而成的辅助性T细胞,主要分泌IL-17、IL-22等促炎症因子,RORγt是其重要的转录因子,在自身免疫中起重要的作用;Treg是调节性T细胞,在肿瘤、移植耐受甚至是病原体感染等免疫反应调节中起重要作用。Th17和Treg通过分泌OC分化关键调控因子对骨代谢发挥正向和负向调控作用。研究表明,Th17亚群分泌的IL-17A能触发局部炎症反应并产生TNF-α等炎性细胞因子,促进OC形成,导致骨质流失[9]。相关临床研究显示,Th17细胞分泌的IL-17与绝经后骨质疏松的发生关系密切[10]。Treg亚群分泌的TGF-β抑制OC生成,促进OC凋亡[11]。Th17和Treg共享趋化因子受体,在一定的条件下可互相转化[12]。Th17/Treg亚群的极化状态会导致骨代谢异常,而体内雌激素水平会影响T细胞亚群的极化状态。雌激素是人体重要的性激素,参与人体多种器官的发育和免疫调节,雌激素缺乏对骨代谢有重要影响。Cenci等[13]研究认为T细胞上具有雌激素受体,雌激素缺乏会引起T细胞亚群极化,从而影响骨代谢。本文结果显示,女性绝经后血清E2水平与腰椎BMD均明显降低、血清E2表达与腰椎BMD呈正相关;Th17亚群比例升高、Treg亚群比例降低;血清E2表达、腰椎BMD与Th17亚群比例呈负相关,与Treg亚群比例呈正相关,并发现女性绝经后RORγt蛋白表达、IL-17AmRNA表达升高,Foxp3蛋白表达、IL-10mRNA表达降低,提示Th17/Treg亚群偏移参与了雌激素缺乏导致的骨丢失。
临床研究证明雌激素治疗女性绝经后骨质疏松疗效明确,但会增加女性患雌激素依赖性疾病如子宫内膜癌、乳腺癌等的风险[14-15]。中药治疗骨质疏松症能明显改善症状,且副作用小[1]。中医学中骨质疏松症属“骨痿”“骨痹”的范畴。《素问·痿论》指出:“肾主身之骨髓”。研究证实补肾中药能通过激活Hedgehog信号传导通路中骨组织的SHH和GLi1,抑制骨吸收,促进骨形成, 提高去卵巢大鼠的骨密度[16]。左归丸是补肾经典方剂,实验表明左归丸能改善骨质疏松症模型动物骨代谢相关指标,对促进骨形成,抑制骨吸收有积极作用[17]。本文结果显示绝经后妇女服用左归丸后,骨密度明显增高且血清E2水平无明显变化,提示左归丸治疗骨质疏松有效且无明显雌激素样作用;RORγt蛋白表达明显降低和Foxp3蛋白表达明显升高,表明左归丸能下调Th17亚群特异性核转录因子蛋白表达,上调Treg亚群特异性核转录因子蛋白表达,诱导Th17/Treg亚群向Treg偏移,抑制溶骨性细胞因子的产生,从而减少骨丢失。
本文结果显示,绝经后女性雌激素水平降低促进骨吸收细胞因子的表达,诱导Th17/Treg亚群向Th17偏移,左归丸能逆转Th17/Treg亚群失衡状态,减少骨丢失,增加骨密度,从而减轻绝经后妇女骨质疏松的症状。本文结果进一步揭示了Th17/Treg亚群偏移对绝经后骨质增生症的影响,阐释了左归丸逆转Th17/Treg亚群偏移减少骨丢失的免疫学机制,为指导绝经后骨质疏松症的临床中药治疗提供了新的依据。
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