第六介白素在過敏性氣喘所扮演的角色

Abstract

目的 過敏性氣喘主要為過敏原所引起的慢性呼吸道疾病，伴隨呼吸道發炎、呼吸道過度反應、可逆性呼吸道阻塞及呼吸道重組。研究顯示過敏性氣喘的免疫病理機制為過敏原誘發第二型輔助型T 細胞的活化，產生大量細胞激素如第四介白素interleukin-4 (IL-4)、IL-5和IL-13，引起以抗體immunoglobulin E (IgE) 及嗜伊性球所媒介的呼吸道發炎及呼吸道過度反應。然而，研究指出過敏原所引起的呼吸道發炎及呼吸道過度反應也可由第十七型輔助型T 細胞引起嗜中性球的浸潤所造成。文獻指出樹突細胞dendritic cells (DCs) 在受抗原刺激時所製造的IL-6 對於第二型及第十七型輔助型T細胞的分化是不可或缺的細胞激素，然而，IL-6 在過敏性氣喘的角色及IL-6 是否能影響樹突細胞的發育及?能仍不清楚。因此，本研究第一部分將探討IL-6 在過敏性氣喘的動物模式中所扮演的角色。第二部分則假設內生性IL-6能影響DCs的分化及?能和其誘發小鼠呼吸道發炎及呼吸道過度反應的能力。第三部分則分析利用IL-6接收器單株抗體 (tocilizumab) 阻斷IL-6的訊息傳遞時，是否能影響過敏性氣喘患者DCs的分化及?能。 方法 在本研究第一部分，我們首先利用兩種不同致敏的動物模式誘發小鼠呼吸道發炎及呼吸道過度反應，藉偵測呼吸道阻力、肺泡沖洗液中細胞種類及總數及細胞激素和血清抗體的含量，分析正常小鼠及IL-6基因剔除小鼠呼吸道發炎的情形及呼吸道過度反應是否有所不同。在鼻腔intranasal 致敏的動物模式中，以連續十天從小鼠鼻腔內滴入歐洲塵?Dermatophagoides pteronyssinus (Der p) 的方式誘發小鼠呼吸道發炎及呼吸道過度反應。在腹腔intraperitoneal 致敏的動物模式中，從小鼠腹腔注射佐劑氫氧化鋁乳化後的Der p致敏小鼠，每週一次共三次，第四週則從氣管滴入Der p引發小鼠呼吸道發炎及呼吸道過度反應。第二部分: 分析正常小鼠及IL-6基因剔除小鼠骨髓分化產生的CD11c+ DC的數目及其?能。此外，將正常小鼠和IL-6基因剔除小鼠骨髓分化產生的CD11c+ DCs，先以Der p刺激後，再用adoptive transfer的方式將CD11c+ DCs從呼吸道給予正常小鼠，十天後，再從接受CD11c+ DCs的正常小鼠鼻腔內滴入Der p引發其呼吸道發炎及呼吸道過度反應，藉此比較正常小鼠和IL-6基因剔除小鼠的CD11c+ DCs誘發呼吸道發炎及呼吸道過度反應的能力是否不同。第三部分: 以人類重組蛋白GM-CSF和IL-4刺激正常人及過敏性氣喘患者的週邊單核球使其分化成未成熟的DCs (medium-DCs)，有些單核球還給予tocilizumab阻斷IL-6的訊息傳遞，產生tocilizumab-DCs。以Der p刺激medium-DCs和tocilizumab-DCs後，分析medium-DCs和tocilizumab-DCs 表現CD1a、CD11c、HLA-DR和CD86及誘導第二型輔助型T細胞分化的能力是否不同。 結果 第一部分: 在intranasal 及intraperitoneal 的致敏動物模式中，跟正常小鼠相比，氣道過度反應、浸潤於肺部的淋巴球、嗜酸性球及嗜中性球、還有肺泡沖洗液中促發炎的細胞激素與趨化素chemokines如TNF-?、IL-4、IL-17、CCL17和CCL11的含量於IL-6基因剔除小鼠都顯著降低。Der p特異性IgG1 於IL-6基因剔除小鼠也顯著減少。在intranasal及intraperitoneal的動物模式中，與正常小鼠相比，Der p特異性IL-4、IL-5、IL-13和IL-17於IL-6基因剔除小鼠也顯著降低。此外，IL-6基因剔除小鼠肺部的CD4+CD25+調節性T細胞Foxp3的表現和抑制CD4+CD25- T 細胞增生的能力並沒有受到影響，但正常小鼠在肺部發炎的情形下，其肺部的CD4+CD25+調節性T細胞Foxp3的表現和抑制CD4+CD25- T 細胞增生的能力則顯著降低。第二部分: 與IL-6基因剔除小鼠相比，正常小鼠骨髓能培育較多的CD11c+ DCs。從IL-6基因剔除小鼠骨髓所培育的CD11c+ DCs，其吞噬beads的能力顯著降低，分別以脂多醣lipopolysaccharide、TNF-??和Der p刺激IL-6基因剔除小鼠骨髓所培育的CD11c+ DCs時，其MHC class II和CD86的表現都沒有增加，也無法誘發第二型與第十七型輔助型T細胞的分化。此外，從IL-6基因剔除小鼠骨髓培育的CD11c+ DCs，先以Der p刺激後，再用adoptive transfer的方式將其從小鼠呼吸道給予正常小鼠，並無法誘發小鼠呼吸道發炎及呼吸道過度反應。第三部分: 來自正常人及過敏性氣喘患者的週邊單核球分化為DCs時，不論有無給予tocilizumab或Der p刺激，對於CD1a和CD11c的表現並無影響。但過敏性患者的tocilizumab-DCs在 Der p的刺激下，與medium-DCs相比，其HLA-DR及CD86的表現顯著降低，也較無法引起第二型輔助型T細胞的分化。 結論 從IL-6基因剔除小鼠可知，IL-6在Der p引起的過敏性氣喘小鼠模式中扮演致病性的角色。過敏原引起的IL-6可以藉由誘發第二型與第十七型輔助型T細胞的分化和抑制CD4+CD25+調節性T細胞的?能導致擴大呼吸道發炎及呼吸道過度反應。而內生性的IL-6對於DCs的吞噬能力、成熟、活化na?ve CD4+ T細胞的能力及誘發以第二型與第十七型輔助型T細胞所媒介的呼吸道發炎及呼吸道過度反應中扮演不可或缺的角色。因此，阻斷IL-6的訊息傳遞或?可以提供將來臨床上治療過敏性氣喘的另一種參考。

Date of Award	2014 Jul 18
Original language	Chinese
Supervisor	Jiu-Yao Wang (Supervisor)