肿瘤坏死因子α抑制剂对来自HTLV-I相关脊髓病患者的HTLV-I感染细胞系无影响

Tumor necrosis factor alpha inhibitors have no effect on a human T-lymphotropic virus type-I (HTLV-I)-infected cell line from patients with HTLV-I-associated myelopathy.

作者信息Shoichi Fukui, Hideki Nakamura, Yoshiko Takahashi, Naoki Iwamoto, Hiroo Hasegawa, Katsunori Yanagihara, Tatsufumi Nakamura, Akihiko Okayama, Atsushi Kawakami
PMID28158970
发布时间2017-02-03
DOI10.1186/s12865-017-0191-2

实验完整度

文献包含明确的体外细胞实验,涵盖细胞因子检测、受体分析、基因表达、病毒载量、蛋白表达和凋亡评估等多个层面,但均为体外实验,缺乏体内或患者样本验证。

主要模型

HCT-5细胞系(来源于HAM患者脑脊液细胞,IL-2依赖) Jurkat细胞系(对照) THP-1细胞系(用于验证TNFi活性)

重点核对

TNFi种类:英夫利昔单抗、阿达木单抗、依那西普、戈利木单抗、赛妥珠单抗 TNFi浓度:10 μg/mL 处理时间:48小时(部分实验至96小时) 细胞系:HCT-5(HTLV-I感染)、Jurkat(对照) 检测指标:细胞因子(IL-6、TNF-α、ICAM-1、RANTES)、TNFR表达、Tax/HBZ mRNA、PVL、GAG表达、凋亡

摘要

背景:虽然肿瘤坏死因子α(TNF-α)抑制剂(TNFi)和其他生物制剂对自身免疫性疾病非常有效,但它们也可能引起感染性疾病。因此,明确有时用于治疗合并人T淋巴细胞病毒I型(HTLV-I)感染的类风湿关节炎(RA)患者的TNFi是否具有促进HTLV-I增殖的意外副作用是很重要的。方法:我们使用来源于HTLV-I相关脊髓病(HAM)患者脑脊液细胞的HTLV-I感染细胞系HCT-5,评估了细胞因子和趋化因子的产生、TNF-α受体(TNFR)、HTLV-I相关基因的表达、HTLV-I前病毒载量(PVL)、HTLV-I结构蛋白的表达以及细胞凋亡。我们使用Jurkat细胞作为对照。结果:HCT-5的上清液显示IL-6、RANTES和ICAM-1的时间依赖性升高。用英夫利昔单抗、阿达木单抗、依那西普(ETN)、戈利木单抗和赛妥珠单抗处理的HCT-5上清液中这些分子的水平与对照相比无显著差异。与磷酸盐缓冲液(PBS)处理相比,任何TNFi处理均未改变TNFR1或TNFR2的表达,但ETN处理导致HCT-5细胞中TNFR2显著降低并内化。HTLV-I相关基因Tax和HBZ以及PVL水平没有显著变化。HCT-5细胞中HTLV-I相关蛋白GAG的免疫荧光染色在任何TNFi处理与PBS处理之间也没有显著差异。作为凋亡指标的DNA梯形条带未检测到。添加任何TNFi均未增加凋亡细胞。结论:体外实验表明,TNFi不影响HCT-5细胞的细胞因子谱、相关基因和蛋白的表达、前病毒载量或凋亡。结果表明,对合并HTLV-I感染的RA患者进行TNFi治疗可能对HTLV-I感染没有影响。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
TNF-α抑制剂(TNFi)是否会影响HTLV-I感染细胞(HCT-5)的增殖、细胞因子产生、病毒基因表达、前病毒载量和凋亡,从而评估其用于HTLV-I感染患者的安全性。
核心机制
TNFi处理未显著影响HTLV-I感染细胞的病毒基因表达(Tax和HBZ)和前病毒载量,也未诱导细胞凋亡,表明TNFi在体外不促进HTLV-I增殖。
主要证据
实验证据包括:细胞因子/趋化因子多重检测和ELISA显示TNFi处理后IL-6、TNF-α、ICAM-1和RANTES水平无显著变化;流式细胞术显示TNFR1和TNFR2表达无显著改变(除依那西普降低TNFR2外);RT-qPCR显示Tax和HBZ mRNA无显著变化;qPCR显示PVL无显著增加;免疫荧光显示GAG表达无变化;DNA梯形条带和annexin V染色显示凋亡无显著增加。
研究意义
该研究是首个评估TNFi对HTLV-I感染细胞影响的体外研究,提示TNFi治疗合并HTLV-I感染的RA患者可能不会对HTLV-I感染产生不良影响,为临床安全使用提供初步依据,但仍需进一步体内和临床研究验证。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

细胞培养与处理

建立HTLV-I感染细胞系(HCT-5)和对照细胞系(Jurkat)的培养体系,并施加不同TNFi处理以观察其效应。

HCT-5细胞(来源于HAM患者脑脊液)在含20% FBS和IL-2的RPMI 1640中培养,Jurkat和THP-1在含10% FBS的RPMI 1640中培养。实验时,将HCT-5细胞(1.0×10^6)接种于六孔板,加入各TNFi(10 μg/mL)或PBS(对照),在37°C、5% CO2条件下培养,观察不同时间点(0、48、96小时)的细胞增殖。

2

细胞因子和趋化因子检测

评估TNFi处理对HCT-5细胞产生细胞因子和趋化因子的影响。

使用Milliplex MAP Human Cytokine/Chemokine Panel 1 Pre-mixed 41Plex和Bio-Plex Pro Human Cytokine Group II x-Plex Panel进行多重检测,检测HCT-5细胞在无刺激条件下0、24、48、72、96小时上清液中多种细胞因子和趋化因子(包括IL-6、IP-10、MDC、MIP-1α、RANTES、ICAM-1、VCAM-1、TNF-α、IFN-γ等)的水平。同时使用ELISA(IL-6、TNF-α、sICAM-1/CD54、CCR5/RANTES Quantikine ELISA kits)检测TNFi处理48小时后上清液中IL-6、TNF-α、ICAM-1和RANTES的水平。

3

TNF受体表达分析

检测TNFi处理对HCT-5细胞表面TNFR1和TNFR2表达的影响。

在TNFi或PBS处理48小时后,使用FITC-conjugated anti-CD120a(TNFR1)和anti-CD120b(TNFR2)抗体,通过流式细胞术(FACS)分析HCT-5和Jurkat细胞表面TNFR1和TNFR2的表达。同时使用免疫荧光染色观察ETN或PBS处理后TNFR1和TNFR2在细胞膜和细胞质中的分布。

4

HTLV-I病毒基因表达和前病毒载量检测

评估TNFi处理对HTLV-I病毒基因(Tax和HBZ)表达及前病毒载量(PVL)的影响。

提取HCT-5和Jurkat细胞的总RNA,通过逆转录定量PCR(RT-qPCR)检测Tax和HBZ mRNA的表达,以PBGD为内参。同时提取基因组DNA,通过qPCR检测pX区域的Tax基因来定量PVL,以β-globin为内参,并标准化为百分比。

5

HTLV-I结构蛋白GAG检测

评估TNFi处理对HCT-5细胞中HTLV-I结构蛋白GAG表达的影响。

TNFi或PBS处理48小时后,使用小鼠单克隆抗HTLV-I p19和p28(GAG)抗体进行免疫荧光染色,用FITC标记的二抗和Hoechst 33258核染色,通过荧光显微镜观察并比较GAG表达。

6

细胞凋亡评估

评估TNFi处理是否诱导HCT-5细胞凋亡。

TNFi或PBS处理48小时后,使用Apoptotic DNA Ladder Kit检测DNA梯形条带,并以凋亡的U937细胞作为阳性对照。同时使用PI和PE-conjugated annexin V染色,通过流式细胞术(FlowSight Imaging Flow Cytometer)定量凋亡细胞(PI阴性、annexin V阳性)的比例。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证免疫效应
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI 1640培养基Wako Pure Chemical Industries--
胎牛血清Thermo Fisher Scientific--
青霉素/链霉素Thermo Fisher Scientific--
重组人白细胞介素-2Shionogi & Co.--
L-谷氨酰胺Sigma-Aldrich--
Milliplex MAP 人细胞因子/趋化因子面板1预混41 plexMerck Millipore--
Bio-Plex Pro 人细胞因子组II x-Plex 面板Bio-Rad--
IL-6 Quantikine ELISA试剂盒R&D Systems--
TNF-α Quantikine ELISA试剂盒R&D Systems--
sICAM-1/CD54 Quantikine ELISA试剂盒R&D Systems--
CCR5/RANTES Quantikine ELISA试剂盒R&D Systems--
FITC标记的抗CD120a(TNF-R1)单克隆抗体MBL International--
FITC标记的抗CD120b(TNF-R2)单克隆抗体MBL International--
FITC标记的小鼠IgG1同型对照BD Biosciences--
Kingfisher Pure RNA 血液试剂盒Thermo Fisher Scientific--
SuperScript VILO cDNA合成试剂盒Invitrogen--
LightCycler 480 探针预混液Roche Diagnostics--
LightCycler480 PCR系统Roche Diagnostics--
pCR2.1-TOPO载体Life Technologies--
Qiagen DNA 血液迷你试剂盒Qiagen--
Vectashield封片剂Vector Laboratories--
BIOREVO BZ-9000荧光显微镜Keyence--
TNF受体1多克隆抗体Bioss Antibodies--
TNFR2多克隆抗体Proteintech--
小鼠抗HTLV-I p19、p28单克隆抗体Chemicon--
凋亡DNA梯形条带试剂盒Sigma-Aldrich--
碘化丙啶MBL--
PE标记的膜联蛋白VMBL--
FlowSight成像流式细胞仪Merck-Millipore--
英夫利昔单抗Centocor--
阿达木单抗Abbott--
依那西普Amgen--
戈利木单抗Janssen Biotech--
赛妥珠单抗UCB Pharma--
脂多糖Sigma-Aldrich--
JMP统计软件SAS Institute--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养与TNFi处理
细胞系:HCT-5(HTLV-I感染)、Jurkat(对照)、THP-1;TNFi种类和浓度:10 μg/mL;处理时间:48小时(细胞计数至96小时);培养基配方(HCT-5需补IL-2)。
阅读提示:Methods: Cell lines, Reagents and TNFi
细胞因子和趋化因子检测
检测时间点(无IL-2,0-96小时);TNFi处理时间(48小时);检测指标(IL-6、TNF-α、ICAM-1、RANTES等)。
阅读提示:Methods: Multiplex cytokine/chemokine bead assays, Cytokine enzyme-linked immunosorbent assays (ELISAs); Results: Multiplex cytokine/chemokine bead assays, Changes in the cell count and cytokine and chemokine levels in the HCT-5 cells treated with each TNFi
TNF受体表达分析
TNFi处理时间(48小时);检测方法:流式细胞术(抗体:anti-CD120a、anti-CD120b);免疫荧光(TNFR1、TNFR2抗体)。
阅读提示:Methods: TNF-α receptor analysis; Results: Expressions of TNFR1 and -2 on HCT-5 and Jurkat cells treated with each TNFi
HTLV-I病毒基因表达和前病毒载量检测
TNFi处理时间(48小时);检测方法:RT-qPCR(Tax、HBZ、PBGD内参);qPCR(PVL,pX区域,β-globin内参)。
阅读提示:Methods: RNA extraction and quantitative reverse transcription PCR for gene expression, HTLV-I proviral load (PVL); Results: No changes in the mRNAs of Tax or HBZ, or the PVL in HCT-5 cells treated with TNFi
HTLV-I结构蛋白GAG检测
TNFi处理时间(48小时);检测方法:免疫荧光(抗p19/p28抗体)。
阅读提示:Methods: Immunofluorescence; Results: No effects on GAG expression by any of the TNFi in HCT-5 cells
细胞凋亡评估
TNFi处理时间(48小时);检测方法:DNA梯形条带、annexin V染色(PI阴性、annexin V阳性为凋亡)。
阅读提示:Methods: Assessment of apoptosis, Annexin V staining; Results: Assessment of apoptosis in HCT-5 cells
统计分析
统计方法:Student's t-test;显著性阈值:P < 0.05。
阅读提示:Methods: Statistical analysis