红托竹荪多糖通过激活树突状细胞缓解环磷酰胺诱导的免疫抑制机制初探

树突状细胞(Dendritic cells,DCs)作为“免疫系统哨兵”游走身体各个部位去感知微环境,接收抗原信息调节CD4~+T细胞增殖与分化,诱导免疫活化和免疫耐受。多糖是红托竹荪中含量最高的生物活性成分,具有免疫调节、抗肿瘤、抗炎和抗氧化等活性功能,但其发挥生物活性功能作用的机制尚不明确。本文以红托竹荪子实体中提取的葡聚糖(Polysaccharide from Dictyophora rubrovolvata,DRP)为研究对象。首先使用环磷酰胺(Cyclophosphamide,CTX)诱导Balb/c小鼠建立免疫抑制模型,以评价DRP对免疫抑制小鼠的改善作用。其次,通过诱导骨髓树突状细胞(Bone marrow dendritic cells,BMDCs)研究DRP对免疫细胞的激活作用。采用RNA-seq技术和生物信息学分析对DRP促进DCs成熟的潜在分子机制进行研究。在确认了DRP促进DCs成熟后,进一步探究了DRP激活的DCs对初始CD4~+T细胞(Na?ve CD4~+T cells)增殖与分化的影响。主要研究内容和结果如下:(1)检测DRP对CTX诱导的小鼠免疫抑制和肠道损伤的影响。结果表明高剂量的DRP显著控制小鼠体重下降趋势(P<0.01),脾脏和胸腺器官指数对比CTX模型组的1.36 mg/kg和0.6452 mg/kg,DRP高剂量组分别增加18.85%和45.98%。HE染色结果显示DRP能够增加脾脏的白髓面积和结肠的隐窝深度(P<0.001)。免疫组化检测进一步发现DRP上升脾脏和结肠中的CD3~+T细胞数量(P<0.01)。免疫荧光特异性染色发现DRP干预组脾脏中的Th17细胞数量也有所上升。此外,AB-PAS染色结果显示DRP组小鼠结肠杯状细胞数量都有显著的增加作用,平均杯状细胞数量上升32.68%。同时,DRP对NLRP3蛋白的表达也有抑制效果(P<0.001)。以上结果说明DRP改善了CTX诱导的小鼠免疫抑制和肠道损伤。(2)探究DRP促进DCs成熟的基因表达变化及信号通路。首先,通过流式细胞分析术和ELISA实验检测DRP对DCs激活的影响,结果表明DRP显著提高表面共刺激分子CD86、CD80的表达(P<0.001),增加IL-6、TGF-β和IL-12细胞因子的分泌,这证明DRP激活DCs。其次,基于流式细胞分选术得到高纯度的BMDCs,然后利用RNA-seq技术获得DRP刺激后BMDCs的转录组序列信息,结果显示DRP处理的BMDCs细胞中的差异表达基因共有2607个。此外,KEGG、GO和GSEA富集分析结果显示DRP上调BMDCs的“Clec4e”、“STAT1”和“AKT”基因表达以及“C-型凝集素受体”“PI3K-AKT”“细胞因子相互genetic prediction作用”和“Th17细胞分化”信号通路。(3)基于RNA-seq结果,进一步揭示DRP对DCs表面C-型凝集素受体和“PI3K-AKT”信更多号通路的影响。利用流式细胞分析、Western blot实验发现Sy K抑制剂可显著降低DRP诱导DCs表面共刺激分子的高表达,相较于高剂量的DRP组,Sy K抑制剂组的表达降低了50%。此外,DRP增加了AKT和STAT1蛋白的磷酸化以及细胞免疫荧光显示DRP增加STAT1蛋白入核(P<0.01)。综上实验结果表明DRP能够通过Mincle(Clec4e)受体调节DCs中的AKT-STAT1信号通路进而促进DCs成熟。(4)通过体外建立BMDCs-Na?ve Cselleck HPLCD4~+T共培养实验模型探究DRP刺激的DCs是否增殖Na?ve CD4~+T细胞并向Th17细胞极化。CFSE实验检测发现DRP刺激的BMDCs能够促进Na?ve CD4~+T细胞的增殖。进一步使用流式细胞分析增殖后的Na?ve CD4~+T细胞和ELISA实验检测共培养体系中的细胞上清,发现DRP刺激的BMDCs能够诱导Na?ve CD4~+T细胞极化成Th17细胞。这些结果表明DRP激活的BMDCs能够极化Na?ve CD4~+T细胞,促进免疫激活。综上所述,证实DRP具有免疫调节活性。动物实验发现DRP激活了CTX诱导的免疫抑制小鼠的免疫系统并改善了肠道损伤。体外细胞实验揭示DRP的免疫调节能力是通过膜表面受体Mincle上调AKT-STAT1信号通路来激活DCs,而DRP激活的DCs能促进Na?ve CD4~+T细胞的增殖和分化。这项研究不仅为DRP的免疫调节活性研究提供新的思路,也为DRP免疫调节产品开发提供理论依据。