IL-1RII/IL-1RAcP 异源二聚体的形成及其保护自身免疫性心肌炎的机制

Rat Experimental Autoimmune Myocarditis (EAM) resembles human giant cell myocarditis, and recurrent forms lead to dilated cardiomyopathy. Histopathological investigation showed that CD11b+ cells (macrophages, dendritic cells, granulocytes) and CD4+ T cells infiltrated the heart, which severely injured cardiomyocytes in the acute stage, followed by fibrosis in the heart. Various cytokines have been found in EAM-affected hearts. Interleukin-1 (IL-1), formerly known as T lymphocyte activating factor , is a powerful and important cytokine in myocarditis. There are 2 structurally distinct forms of IL-1, IL-1α and IL-1β, which are both potent stimulators of target cells. The IL-1 receptor (IL-1R) is divided into 2 structurally distinct forms, namely IL-1 receptor I (IL-1RI) and IL-1 receptor II (IL-1RII).when IL-1RI bound to IL-1, forms heterodimer with IL-1 receptor accessory protein (IL-1RAcP) and transduces intracellular signals that exerts its inflammatory effects, while IL-1RII bound to IL-1, forms heterodimer with IL-1RAcP and transduces no signal that exerts its anti-inflammatory effects. the pathogenic role of IL-1RII with IL-1RAcP heterodimer in the development of rat EAM remains largely unknown. In the present study, we evaluate the effect of hydrodynamic-based delivery of plasmid DNA encoding IL-1RII and IL-1RAcP on rat EAM, then in vitro experiment identify heterodimer formation by various proteomics technology and elucidate its possible mechanism for treatment of rat EAM.

免疫性心肌炎是T淋巴细胞介导的自身免疫反应，T淋巴细胞分泌的细胞因子在免疫性心肌炎发病进程中起重要作用。白介素-1（IL-1）是一种T淋巴细胞激活因子，它通过与IL-1RI和IL-1RAcP形成的异源二聚体结合发挥致炎作用，而IL-1与IL-1RII和IL-1RAcP形成的异源二聚体结合发挥抗炎作用。本项目拟采用大鼠自身免疫性心肌炎模型，体外构建IL-1RII 和IL-1RAcP质粒，通过流体动力学-基因导入技术，将两种质粒同时导入大鼠体内，探讨所形成的异源二聚体对免疫性心肌炎的保护作用，并在体外实验中应用多种蛋白组学技术鉴定异源二聚体的形成以及不同蛋白功能区对异源二聚体形成和功能的影响, 从而初步探讨异源二聚体保护免疫性心肌炎的分子机制。这将为找到干预治疗心肌炎的新手段,发现新的治疗靶点，揭示心肌炎相关免疫调节的确切途径提供理论依据。

本项目采用大鼠自身免疫性心肌炎EAM模型，体外构建 IL-1RII 和 IL-1RAcP 重组质粒，将两种质粒同时导入大鼠体内，结果显示单独给予IL-1RII重组质粒的体内导入治疗，对EAM有改善作用，较单独导入组相比，同时给予IL-1RII 和 IL-1RAcP 的重组质粒导入，对EAM有明显改善作用，表现为心脏重量/体重比值的降低，炎症细胞浸润及心肌组织坏死程度的减少，改善心功能等指标，抑制炎性因子的表达。.进一步探讨了导入 IL-1RII 和 IL-1RAcP 调控免疫性心肌炎的分子机制，1) 体内鉴定IL-1RII 和 IL-1RAcP异源二聚体的形成：应用流体动力学-基因导入技术， 将体外重组的 IL-1RII和 IL-1RAcP质粒 （末端均加入 glucagon-tag）同时导入大鼠体内，通过检测 glucagon 标记物血中浓度确定 在体内结合形成了异源二聚体。2） 免疫沉淀和 Western blotting 鉴定异源二聚体的形成：构建pEGFP-BamHI-IL-1RII-XbaI -actin 与pEGFP-BamHI-IL-1RAcp-XbaI-Tub 重组质粒，转染至 Cos7 细胞或H9C2细胞， 应用 anti-IL-RII , anti-IL-1RAcP的特异性抗体进行免疫沉淀, 应用 Western blotting 鉴定异源二聚体的形成。3）IL-1RII和 IL-1RAcP 不同蛋白功能区对异源二聚体形成和功能的影响， 构建pEGFP-BamHI-IL-1RII-D1D2-XbaI -actin，pEGFP-BamHI-IL-1RAcp-L1-XbaI-Tub，pEGFP-BamHI-IL-1RAcp-L1L2 -XbaI-Tub 质粒，应用免疫沉淀和 Western blotting 鉴定不同功能区缺失质粒对异源二聚体形成的影响: 转染不同的 IL-1RII 和 IL-1RAcP 功能区缺失质粒至 H9C2或Cos7细胞, 使用特异性抗体通过免疫沉淀和 Western blotting 鉴定异源二聚体的形成。结论：外源性导入IL-1RII和IL-1RAcP对心肌炎有显著治疗作用，其机制与二者形成异源二聚体有关，这将为找到干.预治疗心肌炎的新手段, 发现新的治疗靶点，揭示心肌炎相关免疫调节的确切途径提供理论依据。