IL-10对于星形胶质细胞中IDO表达的调控作用

【摘要】：吲哚胺2，3-双加氧酶（Indoleamine2,3-dioxygenase, IDO)是哺乳动物细胞中负责色氨酸代谢的限速酶，它催化色氨酸沿着犬尿氨酸途径降解为一系列代谢产物。当中枢神经系统处于炎症、感染或创伤等病理条件下，脑内的IDO会被诱导过量表达，导致局部色氨酸浓度下降并致毒性代谢产物积聚，从而引起神经元功能异常甚至死亡。在多种中枢神经系统疾病中均检测到IDO表达增加及活性增强，提示色氨酸-犬尿氨酸代谢途径与多种中枢神经系统疾病相关。 神经免疫学研究揭示中枢神经系统疾病多与炎症发生密切相关，由于中枢存在促炎症与抗炎症因子表达，并且两类因子的力量平衡消长在一定程度上决定着疾病的病理变化。通常情况下，促炎物质脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）、干扰素-γ（Interferon-γ, IFN-γ），白介素-1β（interleukin-1β, IL-1β）等可加剧中枢疾病的进程，而抗炎因子白介素-4（IL-4），白介素-10（IL-10），转化生长因子-β（transforminggrowth factor-β, TGF-β）等则可抑制中枢炎症进程。IL-10作为典型的抗炎症因子，可显著抑制促炎症因子产生及炎症反应，发挥神经保护作用。但是关于IL-10的中枢效应是否通过影响色氨酸-犬尿氨酸代谢途径发挥作用还有待探索。 本研究通过建立原代星形胶质细胞培养作为体外模型，探索IL-10对于神经系统IDO产生及活性的调控作用，并进一步探讨IL-10对于IDO表达调控的分子机制与信号通路。从出生后一天（P1）或两天（P2）的C57BL/6J小鼠大脑皮质中分离星形胶质细胞进行原代培养，通过免疫荧光法鉴定细胞纯度。使用1μg/ml LPS作用于星形胶质细胞，分别使用实时PCR方法检测细胞中IDO mRNA，以免疫荧光以及免疫印迹方法检测IDO蛋白表达水平，并用比色法检测IDO活性变化。采用外源加入10ng/ml重组小鼠IL-10分别观察其对经或不经LPS诱导的星形胶质细胞IDO表达和活性的影响，然后检测IL-10对I-κBα磷酸化水平来反映其对NF-κB活性影响。 实验结果表明，培养的星形胶质细胞纯度高于95%，LPS作用24h后显著诱导星形胶质细胞IDO mRNA表达增加，与未刺激组相比具有显著差异（P 0.05），作用48h后IDO阳性细胞数目增多，并且免疫印迹结果发现蛋白水平显著提高（P0.05），96h后活性水平显著增强（P 0.05）。IL-10在无LPS刺激时，对IDOmRNA，蛋白和活性水平影响均略有增强。在经LPS诱导情况下，IL-10显著抑制IDO mRNA表达，与LPS组相比效果显著（P 0.05），并且免疫荧光结果发现IDO阳性细胞数目减少，蛋白水平与LPS组相比表达下降（P 0.05），且活性表现出下降水平。对NF-κB影响方面，IL-10显著降低LPS引起的I-κBα磷酸化水平，对NF-κB活性起到抑制作用。 本研究中，发现LPS显著诱导星形胶质细胞IDO表达，而IL-10对LPS引起的IDO表达具有明显抑制效应，这种作用至少部分是通过抑制NF-κB活性实现的。由于IDO在中枢神经系统疾病中发挥重要作用，因此发现IL-10对IDO在中枢表达和活性的调节作用，不仅为IL-10发挥神经保护作用的机制提供新的理论解释，也为中枢神经系统疾病的治疗提供新的靶点。