鸡II型胶原蛋白的应用

背景^[1-3]

鸡II型胶原蛋白是一种重要的蛋白质，在动物体内广泛存在，尤其在骨骼、皮肤、软骨、韧带等结缔组织中含量较高。它具有保持组织结构稳定、促进细胞生长和修复等作用。

鸡II型胶原蛋白的纯度通常大于98%，以白色结晶粉末的形式存在。它可溶于DMSO等有机溶剂，在低温冷藏、避光、密封、干燥的条件下贮存，且具有2年的有效期限。

在医学领域，鸡II型胶原蛋白被广泛应用于制备人工皮肤、骨骼修复材料、药物缓释系统等生物医学产品。此外，由于其具有低免疫原性和生物相容性好等特点，也被用于制备生物医用材料和医疗器械。

鸡II型胶原蛋白

UC-II涉及未经变性的天然II型鸡胶原蛋白（胶原蛋白263.0 mg/g，羟脯氨酸32.9 mg/g），该胶原蛋白是通过GMP认证设施中的鸡胸软骨通过获得专利的低温制造工艺生产的，安全性及稳定性得到保障。不含异源蛋白，致敏性极低。现已有多项临床试验证实其对人体及脊椎动物个体不具有毒害效应。

UC-II可通过口服耐受发挥益处。口服耐受性是人体用来区分无害化合物（例如饮食蛋白，肠道细菌）和潜在有害的外来入侵者的免疫过程。它发生在肠道相关的淋巴组织（GALT）中。GALT主要由肠系膜淋巴结和小肠附近的淋巴样组织斑（Peyer斑）组成。Peyer斑集结吸收并从肠道内腔中筛选出复合物，并根据复合物的开启或关闭人体的免疫反应。不同于其他蛋白质，UC-II®未变性的II型胶原可以直接被肠壁下淋巴结组织吸收，并激活免疫细胞，将幼稚的T细胞转化为专门针对II型胶原的T调节（Treg）细胞。然后，Treg细胞通过循环迁移至全身各处。当Treg细胞识别关节软骨中的II型胶原时，它们会分泌抗炎介质（细胞因子），包括转化生长因子β（TGF-beta），白介素4（IL-4）和白介素10（IL-10）。该作用有助于减少关节发炎并促进软骨修复。

应用^[4-5]

鸡II型胶原蛋白可以用于鸡Ⅱ型胶原诱导胶原性关节炎大鼠肠系膜淋巴结主要辅助性T细胞亚群的免疫平衡

鸡II型胶原(chicken type II collagen,CCII)是一类由鸡胸部软骨提取出来的蛋白,这类蛋白可以诱导自身免疫性疾病的免疫耐受从而达到治疗作用。Trentham首先报道了CII治疗28例RA患者(均未服免疫抑制剂)的随机对照临床研究,发现口服CII后,患者的关节肿胀指数和压痛指数、15m行走时间的改善程度明显优于安慰剂组。

早期研究发现:鸡II型胶原蛋白对大鼠佐剂性关节炎(adjuvant arthritis,AA)具有免疫调节作用,可以降低淋巴细胞的增殖反应、降低炎性细胞因子IL-2的水平并降低腹腔巨噬细胞分泌IL-1的功能,从而改善大鼠AA症状。进而本课题组分别在包含236名受试者和503名受试者的II期和III期的鸡II型胶原蛋白临床试验中得出,与甲氨蝶呤(Methotrexate,MTX)组比较,CCII有治疗RA的效果,且不良反应要明显低于MTX组。

本实验基于本课题组以往的研究,以肠系膜淋巴结淋巴细胞(mesentric lymph node lymphocytes,MLNLs)为研究对象,研究CCII如何诱导和调节T淋巴细胞亚群的免疫平衡和相关作用。目的:根据鸡II型胶原蛋白对CIA大鼠的足爪肿胀、评分、关节滑膜和肠系膜淋巴结病理形态学的改善作用,观察CCII对CIA大鼠MLNLs的IL-2、IL-4、IL-17和TGF-β水平的影响;分析关节肿胀度与细胞因子IL-2、IL-4、IL-17和TGF-β水平的相关性;在整体、器官、细胞水平上,研究鸡II型胶原蛋白对大鼠CIA的作用。以本课题组以往的研究为基础,以CIA发病的免疫细胞MLNLs为研究突破口,研究抗、促炎性细胞及细胞因子在CIA发病中的可能机制,进一步研究鸡II型胶原蛋白对CIA大鼠MLNcs中主要T细胞亚群的免疫调节作用。

方法:大鼠足跖、尾根部、背部皮内多点注射鸡II型胶原(chicken type II collagen,CCII)乳剂制备CIA模型,致炎后眼眶取血检测II型胶原抗体,将大鼠分为5组:正常组(II型胶原抗体阴性);模型组(II型胶原抗体阳性);CCII(10、20、40μg·kg-1·d-1)剂量组(II型胶原抗体阳性)。CCII(10、20、40μg·kg-1·d-1)灌胃给药(intragastric administration,ig)(d14-d21)。足容积法测量继发侧足肿胀、进行多发性关节评分;光学显微镜观察关节滑膜及肠系膜淋巴结的病理变化;活化小鼠脾细胞增殖法检测IL-2水平;酶联免疫吸附测定法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测大鼠MLNcs的IL-4、IL-17和TGF-β的水平;用流式细胞技术分析MLNcs中CD4+CD25+Treg和Th17细胞的比例。

结果:1.鸡II型胶原蛋白缓解CIA大鼠关节肿胀、降低关节评分、改善肠系膜淋巴结和关节滑膜的组织的炎症CIA大鼠免疫注射后26天左右炎症反应达到高峰,光镜下可见滑膜组织中滑膜细胞增生明显、层次增多、排列紊乱,滑膜下层纤维组织增生,血管扩张、充血,炎性细胞浸润;肠系膜淋巴结中副皮质区明显扩大;髓质内炎性细胞浸润;淋巴结呈特异性滤泡增生。CCII(10、20、40μg·kg-1·d-1)治疗给药(ig,d18-d25)可明显抑制CIA大鼠的关节肿胀,降低多发性关节炎指数,改善CIA大鼠关节滑膜和肠系膜淋巴结炎症和病理变化。

2.鸡II型胶原蛋白抑制炎性细胞因子IL-2和IL-17的分泌,升高抗炎因子IL-4和TGF-β水平,诱导细胞的免疫平衡CCII(10、20、40μg·kg-1·d-1)治疗给药(ig,d18-d25)可降低CIA大鼠过高的IL-2和IL-17水平,上调CIA大鼠MLNLs分泌的过低的IL-4和TGF-β水平,并且流式分析结果表明了CIA大鼠的肠系膜淋巴结中Th17细胞的比例比正常大鼠高,而Treg细胞要比正常大鼠比例低,这说明了CIA大鼠肠系膜淋巴结中炎性细胞大量活化增殖,抗炎细胞被抑制,CCII治疗给药可以降低Th17细胞在CIA大鼠肠系膜淋巴结的活化增殖。鸡II型胶原蛋白抑制了CIA大鼠MLNLs分泌IL-2和IL-17,促进了CIA大鼠MLNLs分泌IL-4和TGF-β,诱导了Th1/Th2和Th17/Treg的免疫平衡。

参考文献

[1]Chicken type II collagen induced immune balance of main subtype of helper T cells in mesenteric lymph node lymphocytes in rats with collagen-induced arthritis.Tong Tong;;Wei Zhao;;Ying-Qi Wu;;Yan Chang;;Qing-Tong Wang;;Ling-Ling Zhang;;Wei Wei.Inflammation Research,2010

[2]The Transcriptional Repressor Bcl-6 Directs T Follicular Helper Cell Lineage Commitment.Di Yu;;Sudha Rao;;Louis M.Tsai;;Sau K.Lee;;Yiqing He;;Elissa L.Sutcliffe;;Monika Srivastava;;Michelle Linterman;;Lei Zheng;;Nicholas Simpson;;Julia I.Ellyard;;Ian A.Parish;;Cindy S.Ma;;Qi-Jing Li;;Christopher R.Parish;;Charles R.Mackay;;Carola G.Vinuesa.Immunity,2009

[3]Natural and Adaptive Foxp3+Regulatory T Cells:More of the Same or a Division of Labor?.Maria A.Curotto de Lafaille;;Juan J.Lafaille.Immunity,2009

[4]Shifting the imbalance from Th1/Th2 to Th17/treg:The changing rheumatoid arthritis paradigm.Marie-Christophe Boissier;;Eric Assier;;Géraldine Falgarone;;Natacha Bessis.Joint Bone Spine,2008

[5]童彤.鸡Ⅱ型胶原诱导胶原性关节炎大鼠肠系膜淋巴结主要辅助性T细胞亚群的免疫平衡[D].安徽医科大学,2011.