IL-27、TNF-α和5-HT在CIA共病抑郁症大鼠模型中的表达特点

•基础研究•IL-27、TNF-α和5-HT在CIA共病抑郁症
大鼠模型中的表达特点
石磊
【摘要】　目的　探讨肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素-27（IL-27）和5-羟色胺（5-HT）
在胶原诱导的关节炎（CIA）共病抑郁症大鼠模型中的表达特点。

方法　通过复合造模思路，在Ⅱ型
CIA大鼠模型基础上联合慢性不可预知温和刺激抑郁症模型，建立类风湿关节炎（RA）共病抑郁症
大鼠模型。

32只雌性Wistar大鼠随机分为4组：（1）正常对照组：每笼4只，正常饲养；（2）RA组：
每笼4只，建模后正常饲养；（3）抑郁症组：每笼1只，与RA共病抑郁症组同时给予慢性不可预
知温和刺激方法；（4）RA共病抑郁症组：每笼饲养1只，关节炎模型建立1周后，给予慢性不可预
知温和刺激建立。

大鼠处死后腹主动脉采血，采用酶联免疫吸附法测定血清TNF-α、IL-27和5-HT水平。

采用方差分析比较组间差异，LSD-t检验进行组间两两比较。

结果　TNF-α和IL-27水平在RA共病抑
郁症组均高于正常对照组［（297.97±34.23）ng/L vs（142.31±13.24）ng/L；（297.97±34.73）ng/L
vs（212.43±14.52）ng/L］，差异具有统计学意义（t=3.41，P=0.021；t=4.78，P=0.029）。

5-HT水
平在RA共病抑郁症组低于正常对照组［（108.54±11.51）vs（241.23±13.48）ng/L］，差异具有统
计学意义（t=7.821，P=0.017）。

结论　RA共病抑郁症大鼠模型中TNF-α、IL-27水平升高同时伴有5-HT
水平降低，提示TNF-α、IL-27和5-HT可能参与了RA共病抑郁症的发病过程，可以作为临床上判断
疾病进展及治疗效果的重要参考指标。

【关键词】　关节炎，类风湿；　抑郁症；　细胞因子
Expression characteristics of TNF-α, IL-2, and 5-HT in a model of collagen-induced arthritis comorbid
with depression　Shi Lei. Department of Rheumatology and Immunology, the Second Hospital of Shanxi
Medical University, Taiyuan 030001, China
Corresponding author: Shi Lei, Email: 56443961@
【Abstract】　Objective　To investigate the expression of tumor necrosis factor (TNF)-α, interleukin
(IL)-27, and 5-hydroxytryptamine (5-HT) in collagen-induced arthritis (CIA) comorbid with depression.
Methods　A rat model of rheumatoid arthritis (RA) comorbid with depression was established by subjecting
type II CIA rats to chronic unpredictable mild stress (CUMS). Thirty-two female Wistar rats were randomly
divided into four groups: normal group (four rats per cage, normal feeding), RA group (four rats per cage,
normal feeding after modeling), depression group (one rat per cage, CUMS was given to rats), and RA
comorbid with depression group (one rat in each cage, CUMS was given one week after the arthritis model
was established). Serum TNF-α, IL-27, and 5-HT levels were analyzed by enzyme-linked immunosorbent
assay. One-way ANOV A and LSD-t test were used for the overall comparison between groups. Results　The
levels of TNF-α and IL-27 in the model group were significantly higher than those in the control group
[(297.97±34.23) ng/L vs (142.31±13.24) ng/L, t=3.41, P=0.021; (297.97±34.73) ng/L vs (212.43±
14.52) ng/L, t=4.78, P=0.029]. The levels of 5-HT in the model group was significantly lower than that in the
control group [(108.54±11.51) ng/L vs (241.23±13.48) ng/L, t=7.821, P=0.017]. Conclusion　The increase
of TNF-α and IL-27 levels and the decrease of 5-HT levels in rats with RA comorbid with depression suggest
DOI：10.3877/cma.j.issn.1674-0785.2019.04.009
基金项目：山西省回国留学人员科研资助项目（2016-124）
作者单位：030001　太原，山西医科大学第二医院风湿免疫科
通信作者：石磊，Email：56443961@
类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一种以累及关节滑膜为主的、致残、致畸性系统性的自身免疫性疾病，患者常因病情严重而丧失生活和工作能力［1］。

抑郁症是最常见精神类疾病之一，呈全球性分布，严重威胁着人类的身心健康，世界卫生组织流行病学调查数据表明全球约有3500万抑郁症患者［2］。

作为一种复发性很高的疾病，抑郁症与个人经济收入、人际关系和社会地位密切相关，每年给患者家庭和社会带来了巨大的经济损失［3］。

最新研究表明，随RA病情进展，伴发抑郁症发病率可高达53%，是健康人群的3倍，其中有自杀倾向者达到9.2%［4］。

细胞因子是免疫细胞经刺激而分泌的一类具有广泛生物学活性的低分子量可溶性蛋白质，是调节T淋巴细胞介导的免疫反应和炎症反应的关键免疫调节分子，在体内众多生理反应中发挥了重要作用。

近年来，随着对RA和抑郁症的深入研究发现，细胞因子在RA共病抑郁症发生发展过程中发挥了“纽带”作用。

细胞因子与RA共病抑郁症关系的研究甚少，本实验基于细胞因子的上述特点，在胶原诱导关节炎（collagen-induced arthritis，CIA）大鼠模型基础上，联合慢性不可预知温和刺激抑郁症模型建立RA共病抑郁症大鼠模型，通过阐明RA伴发抑郁症大鼠模型外周血中炎性因子肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor，TNF-α）、血清白介素（interleukin，IL）-27和5-羟色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）表达特点，探讨促炎细胞因子和抑郁症之间可能的潜在联系。

材料与方法
一、实验材料
1. 实验动物：实验所用动物购自山西医科大学实验动物中心，无特定病原体级实验动物，6~7周龄，雌性Wistar大鼠32只，体质量为（160±20）g。

2. 主要试剂：牛Ⅱ型胶原、完全弗氏佐剂、血清TNF-α、IL-27和5-HT检测试剂盒购于美国Sigma公司。

二、实验方法
1. 动物分组：大鼠正常饲养1周用旷野试验进行行为评分，评分相近的大鼠随机分为4组，每组8只大鼠。

（1）正常对照组：每笼4只，正常饲养；（2）RA组：每笼4只，建立模型后正常饲养；（3）抑郁症组：每笼饲养1只，与RA共病抑郁症组同时给予慢性不可预知温和刺激方法；（4）RA 共病抑郁症组：每笼饲养1只，用牛Ⅱ型胶原诱导关节炎模型1周后给予慢性不可预知温和刺激建立。

2. 造模方法：（1）CIA大鼠模型建立：根据文献方法［5］改进，将100 mg含4 mg/ml变性分枝杆菌的牛Ⅱ型胶原与等体积完全弗氏佐剂溶液混合，摇匀使混合物充分乳化，注射器于大鼠尾部皮下注射后压迫注射部位使乳化液充分吸收。

（2）慢性不可预知温和刺激抑郁症大鼠模型建立：将大鼠单笼饲养，参考文献方法［6-7］改进的刺激方法包括：夹尾（1 min），禁水、禁食（24 h），5 min冰水游泳（4℃），45°倾斜鼠笼（24 h），水平震荡（80次/min，20 min），闪光刺激（频率3次/min），电击（电流强度1.0 mA，频率1次/min）。

大鼠每天接受1种刺激，7 d为一个周期，连续刺激3个周期。

（3）RA共病抑郁症大鼠模型建立：在CIA诱导关节炎模型基础上，将大鼠单笼孤养7 d后再给予21 d慢性不可预知的温和刺激，从而建立该模型。

3. 炎性细胞因子测定：大鼠麻醉后处死，打开腹腔，腹主动脉采血，采用酶联免疫吸附法检测血清中TNF-α、IL-27和5-HT水平，具体操作方法参照试剂盒说明书。

三、统计学分析
采用SPSS 20.0软件进行统计学分析。

炎性细胞因子水平为定量资料，采用x±s描述，组间整体比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD-t检验。

P＜0.05表示差异具有统计学意义。

结 果
一、各组大鼠一般情况观察
RA组和模型组大鼠在免疫4 d出现始发于后足的关节红肿，逐渐加重，关节炎指数增高，后期可见关节强直、功能障碍。

抑郁症组和模型组大鼠在刺激21 d后出现蜷缩少动、毛发粗糙无光泽、
that TNF- α, IL-27, and 5-HT might be involved in the pathogenesis of RA comorbid with depression. They can be used as important reference indexes to judge the progression of the disease and the therapeutic effect.
【Key words】　Arthritis, rheumatoid;　Depression;　Cytokines
胆小易惊、体质量减轻。

二、各组大鼠血清TNF-α、IL-27和5-HT水平测定
实验结果表明RA共病抑郁症组大鼠外周血炎性因子TNF-α和IL-27水平高于正常对照组，5-HT 水平低于正常对照组，差异均具有统计学意义（P均＜0.05，表1）。

CXCL-10以及基质金属蛋白酶-1。

Fu等［11］研究结果表明IL-27可调节CD4＋T细胞分化，在体内促进IL-10、IL-17表达，促进Treg细胞分化，抑制TH17细胞产生，IL-27作为炎症或抗炎效应物参与了自身免疫和炎症反应。

Abdi等［12］研究表明IL-27诱导TH1激活T细胞、自然杀伤细胞、肥大细胞和单核细胞，在炎症反应初期阶段产生干扰素-γ、IL-1、IL-18和TNF-α等炎症因子。

RA 患者外周血中IL-27水平升高，提示IL-27可能在RA中T、B淋巴细胞免疫紊乱中发挥了重要作用。

既往研究表明［13-15］，应用外源性IL-27治疗RA 可缓解关节炎症、血管生成、细胞凋亡和组织损伤。

此外，IL-27可通过控制效应T细胞负调节RA中异位淋巴样结构发展［16］。

本研究结果表明TNF-α和IL-27在RA伴发抑郁症模型组中较正常组升高，提示上述细胞因子与RA共病抑郁症存在潜在的神经心理免疫关系。

慢性炎症疼痛是RA患者最常见症状，可诱导体内P物质释放，引发外周循环中IL-27释放［17］。

有关IL-27在抑郁症发生中的具体作用有待于更深入的研究。

5-HT是单胺类神经递质的一种，参与了情绪行为调节过程。

Wesołowska等［18］研究表明5-HT 作为一种重要的免疫调节因子，在神经系统免疫调节环路中发挥了重要作用。

Pickens等［19］研究结果表明5-HT功能活动降低可能是抑郁症发病的重要病理生理学基础。

本研究结果显示5-HT在RA 共病抑郁症组含量明显低于正常组，差异具有统计学意义（P＜0.05）。

本研究结果中RA共病抑郁症组大鼠血清TNF-α和IL-27水平均高于正常组，血清5-HT水平低于正常组，该结论表明以TNF-α、IL-27和5-HT 为代表的炎性细胞因子在调节慢性炎症伴发抑郁症的过程中发挥了潜在的重要作用。

Taylor及Jain研究［20］表明以RA为代表的炎性疾病与精神疾病属于毫无关联的两类疾病。

然而随着该领域研究深入，越来越多证据表明RA与抑郁症在病理生理基础上有很多的重叠［21］。

研究表明，RA患者易发生抑郁症，而抑郁极易加重RA 患者生理、病理过程，加重病情［22］。

RA疾病状态和抑郁情绪互相作用，彼此影响，形成恶性循环。

Nerurkar等［23］研究表明抑郁症可显著增加RA患者并发心血管疾病，如心肌梗死风险，增加患者自杀率，降低RA患者经济收入和社会地位，同时因关节残疾等造成了更高的失业率和较低的社交及工
表1　各组大鼠TNF-α、IL-27和5-HT
水平比较（ng/ml，x±s）
组别数量TNF-αIL-275-HT
正常组8142.31±13.24212.43±14.52241.23±13.48 RA组8220.15±16.38258.67±23.17232.65±14.17抑郁症组8214.83±14.71238.45±33.08158.36±12.65 RA共病抑郁症组8254.16±19.23a297.97±34.73b108.54±11.51c F值19.6218.4112.31
P值＜0.001＜0.0010.023注：RA为类风湿关节炎；IL为白介素；TNF为肿瘤坏死因子；HT
为羟色胺；a与正常组比较，差异具有统计学意义（t=3.41，P=0.021）；b与正常组比较，差异具有统计学意义（t=4.78，P=0.029）；c与正常组
比较，差异具有统计学意义（t=7.821，P=0.017）
讨 论
在众多RA的动物模型中，由于CIA动物模型的病理学、免疫学特征与RA患者高度相似，且由于CIA模型重要特征是破坏机体耐受性且产生针对自身和胶原蛋白的自身抗体，这使CIA成为RA相关基础研究的金标准模型［8］。

近年来，随着神经系统与免疫系统间相互作用和调节关系研究的不断深入以及细胞因子基础研究的拓展，越来越多的证据表明以TNF-α、IL-27和5-HT为代表的炎性细胞因子介导的免疫功能异常在抑郁症发病过程中发挥着重要作用。

尽管RA发病机制仍未完全阐明，但有关炎性细胞因子在RA中的重要作用得到了国内外学者的认可。

诸多炎性因子中TNF-α是公认的“中心罪犯”因子，在RA发生滑膜炎及骨侵蚀中发挥了关键作用。

Gibofsky等［9］报道指出TNF-α在RA发生发展过程中发挥了重要作用。

与此同时，作为新近研究热点的IL-27，研究表明其具有调节T细胞功能。

此外，Chen等［10］研究表明IL-27有促炎作用，可诱导表达IL-6、血管细胞黏附蛋白-1、趋化因子配体（Chemokine (C-X-C motif) ligand，CXCL）-9、
作参与度。

将上述两个学科合理结合起来，通过多学科间紧密合作，给予RA患者更加精准、全面诊断和治疗，有助于帮助广大RA共病抑郁症患者更好地恢复健康。

参　考　文　献
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（收稿日期：2018-11-30）
（本文编辑：吴春凤）
石磊. IL-27、TNF-α和5-HT在CIA共病抑郁症大鼠模型中的表达特点[J/CD]. 中华临床医师杂志(电子版), 2019, 13(4): 286-289.。