内质网应激在高氟所致免疫功能损伤中的作用及分子机制的研究

Fluoride can lead to a wide range and long-term immune function impairment. It seriously affects the quality of life of fluoride exposed people. However, the mechanism of the disease is unclear. Studies showed that fluoride can reduce immunoglobulin and cytokine secretion levels, and increase apoptosis of lymphocyte. Coincidentally, the endoplasmic reticulum stress can affect cell function and immune responses by reducing protein synthesis and secretion, inhibit lymphocyte development, maturation and differentiation, and trigger apoptosis. Moreover, studies have shown that excessive fluoride induced the expression of endoplasmic reticulum stress transcription factors in different organizations. Based on the collected data, we hypothesized that fluoride induced endoplasmic reticulum stress of immune cells, suppressing their development, maturation and differentiation, reducing the synthesis and secretion of immunoglobulin and cytokine, mediating apoptosis, ultimately impaired immune function. In this study, we will comprehensive measure the changes of immune function, combined with endoplasmic reticulum stress levels, to investigate the relationships between immune function and the endoplasmic reticulum stress after exposure to fluoride through animal experiments and cell experiments, and validate the results by RNA interference. This study will reveal the molecular mechanisms of immune function impairment caused by fluoride, and to explore the effective way to antagonize fluorine.

氟能对机体的免疫功能造成广泛且长期的损伤，严重影响氟暴露人群的生活质量，但发病机理不清。研究表明，高氟所致的机体免疫功能损伤以免疫球蛋白和细胞因子水平降低、免疫细胞凋亡为主要表现；而内质网应激反应正是通过降低淋巴细胞的蛋白合成与分泌、抑制淋巴细胞的发育、成熟与分化、以及介导细胞凋亡来影响免疫细胞功能和机体免疫反应的发生。已有研究表明，氟中毒时不同组织中内质网应激水平升高。我们通过已有研究结果提出假设：高氟通过诱导免疫细胞的内质网应激，影响其发育、成熟和分化，阻碍免疫球蛋白以及细胞因子的合成与分泌，介导细胞凋亡，而导致免疫功能损伤。本研究将通过动物实验和细胞实验，全面衡量染氟后机体免疫功能的变化，结合内质网应激的水平，探讨免疫功能改变与内质网应激的关系，并利用RNA干扰技术，沉默内质网应激通路关键基因对其进行验证，以期深入揭示氟致机体免疫功能损伤的分子作用机制，寻找拮抗氟的有效途径。

目的：研究高氟暴露下淋巴细胞免疫功能的改变与内质网应激的关系，探讨内质网应激在高氟致机体免疫损伤中的作用。.方法：动物实验通过观察染氟后大鼠胸腺和脾脏的形态学改变，Milliplex方法检测免疫球蛋白、细胞因子水平，CFDA-SE染色法和WST法检测血液、脾脏和胸腺中T、B淋巴细胞的增殖活性情况，来判断染氟大鼠免疫器官的功能状态，以及体液免疫和细胞免疫功能。其次，用Real-time PCR方法、Western blot方法检测氟暴露大鼠胸腺和脾脏的内质网应激相关因子的mRNA和蛋白表达水平，研究氟暴露与脾脏和胸腺内质网应激水平之间的关系。最后，通过分析不同程度氟暴露大鼠组间的体液免疫功能、细胞免疫功能与内质网应激水平的相关性，探讨氟暴露致大鼠免疫功能损伤与内质网应激反应的关系。接下来，在体外细胞实验中敲减关键基因PERK和IRE1，以验证内质网应激与氟诱导的免疫功能改变的关系。细胞实验通过WST法观察染氟后淋巴细胞的增殖能力，通过Western blot方法对转染siRNA后PERK和IRE1α基因表达进行检测。Elisa方法检测免疫球蛋白、细胞因子水平；用Western blot方法检测染氟后淋巴细胞的内质网应激相关因子的蛋白表达水平。.结果：①氟能改变大鼠免疫器官的形态，影响血液、胸腺和脾脏中B、T淋巴细胞增殖能力并且诱导细胞凋亡；②氟能下调免疫球蛋白和细胞因子的水平；③氟能引起大鼠胸腺、脾脏的内质网应激相关因子的表达水平上调；④氟能影响体外培养的B、T淋巴细胞增殖能力；⑤氟能影响细胞因子的水平；⑥氟能引起B、T淋巴细胞的内质网应激相关因子GRP78的表达水平上调；⑦沉默内质网应激通路相关基因能阻断氟对淋巴细胞的增殖抑制作用，并且减少染氟导致的淋巴细胞凋亡。.结论：氟可以导致大鼠细胞免疫、体液免疫功能的损伤，并且引起大鼠胸腺、脾脏的内质网应激反应的发生；氟可以抑制体外培养的B、T淋巴细胞增殖分化并促进细胞凋亡，氟致免疫功能损伤可能与内质网应激的发生有关。