IL-4对小胶质细胞自噬的影响及小胶质细胞极化与吞噬是否依赖于自噬的探讨

作     者：唐润红 

作者单位：中国医科大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘华岩

授予年度：2019年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100203[医学-老年医学] 10[医学] 

主      题：阿尔茨海默病 白细胞介素-4 β-淀粉样蛋白 小胶质细胞自噬流 小胶质细胞极化 小胶质细胞 M1表型 M2表型 肽降解 神经再生 

摘      要：目的:β-淀粉样蛋白(Aβ)的积累、小胶质细胞极化的失衡和小胶质细胞自噬功能障碍被认为是阿尔茨海默病(AD)的关键病理特征。先前的研究表明白介素4(IL-4)通过调节小胶质细胞表型和Aβ的吞噬作用以及分泌抗炎和神经营养因子在AD中发挥重要的保护作用。最近许多证据表明,自噬通过影响免疫细胞的M1/M2极化来调节先天免疫。然而,IL-4对小胶质细胞自噬的作用尚不清楚。鉴于此,在本实验中我们探讨了IL-4在AD小胶质细胞模型中对小胶质细胞自噬的影响以及小胶质细胞极化和吞噬作用是否依赖于自噬。方法:BV2小胶质细胞分为6组:正常对照组(Control组),模型组(Aβ组),实验组(IL-4+Aβ组),阴性对照组(3MA+Aβ组),阳性对照组(RAPA+Aβ组),回复组(IL-4+3MA+Aβ组)。铺板后按照上述分组进行对应的预处理24小时,随后加入Aβ处理至指定的时间点。通过Western Blot检测小胶质细胞中LC3和P62蛋白表达水平;通过实时荧光定量PCR(PCR)评估M1和M2表型的多个标记物的mRNA表达水平;通过酶联免疫吸附法(ELISA)测量细胞内和上清液中Aβ的浓度。结果:(1)IL-4预处理的小胶质细胞抑制了Aβ诱导的自噬流阻断。在AD小胶质细胞模型组中采用Western Blot检测LC3-II/LC3-I蛋白表达水平与对照相比无统计学意义的改变(P=0.69),但是P62蛋白表达水平显著上调(P0.0001)。而IL-4预处理的小胶质细胞中LC3-II/LC3-I蛋白表达水平与模型组相比无明显改变(P=0.50),但是显著地降低了P62的蛋白表达水平(P0.0001);(2)IL-4预处理的小胶质细胞不依赖于自噬流抑制Aβ诱导的M1表型转换。在AD小胶质细胞模型组中采用PCR检测M1表型的多个标记物与对照组相比均显著增加,如白细胞介素1β(IL-1β)(P0.0001),诱导型一氧化氮合酶(iNOS)(P0.0001)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)(P0.0001);而M2表型的多个标志物与对照组相比除BDNF及TGF-β下降外余无显著差异,如精氨酸酶-1(Arg-1)(P=0.99),几丁质酶样蛋白3(Chil3)(P=0.49),发现于炎症区带1(Fizz1)(P=0.31),脑源性神经营养因子(BDNF)(P0.01),CD206(P=0.67),转化生长因子-β(TGF-β)(P0.001)。IL-4预处理的小胶质细胞中与模型组相比下调了M1表型的多个标志物如IL-1β(P0.0001)、iNOS(P0.0001)及TNF-α(P=0.001),并且上调了M2表型的多个标志物如Arg-1(P0.0001)、Fizz1(P=0.0007)、BDNF(P=0.0093)、CD206(P0.0001)及TGF-β(P0.0001)。而IL-4诱导的M2表型未被自噬抑制剂3MA阻断;(3)IL-4部分通过自噬流增加了Aβ的摄取和降解。ELISA检测上清液和胞内Aβ水平的动态变化,实验组中上清液中Aβ浓度在不同时间点(P0.0001)均较模型组低,并且随着时间增加,上清液中Aβ的浓度越来越低(P0.0001);而胞内Aβ水平较模型组迅速升高,随着时间的延长,在6小时前胞内Aβ的摄取达到峰值,6小时后胞内Aβ水平较模型组迅速降低(P0.0001)。自噬抑制剂部分阻断上述效应。结论:IL-4预处理的小胶质细胞抑制了Aβ诱导的自噬流的阻断,并部分依赖于自噬流促进Aβ摄取和降解,但不依赖于自噬流抑制Aβ诱导的M1表型转换。总之,我们的实验为IL-4在阿尔茨海默病中发挥保护作用提供新的见解。