TDP-43、LC3在多发性肌炎及散发性包涵体肌炎中的表达及其作用
曾国勇1 曾祥俊1 叶 瑾2
1.江西省赣州市人民医院神经内科,江西赣州 341000;2.江西省赣州市人民医院肾内科,江西赣州 341000
[摘要]目的 探究TDP-43、LC3 在多发性肌炎(PM)及散发性包涵体肌炎(IBM)中的表达及其作用。方法 选择2018年3月~2019年9月我院收治的PM(26 例)、IBM(26 例)患者的中等受累肌肉进行活检,并避开肌电图穿刺点。将PM 患者取出肌肉组织作为PM 组,将IBM 患者取出肌肉组织作为IBM 组。通过免疫组化法、Western blot法等方法分析PM 组和IBM 组TDP-43、LC3 阳性表达率及其蛋白含量的差异性,进而探究TDP-43、LC3 在PM及IBM 中的表达及其作用。结果 免疫组化法结果显示,IBM 组肌肉组织中TDP-43、LC3 阳性表达高于PM 组;Western blot 法结果显示,IBM 组肌肉组织中TDP-43、LC3 蛋白含量高于PM 组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 TDP-43、LC3 更易于在IBM 骨骼肌标本中表达,可作为与PM 鉴别诊断的指标之一。
[关键词]多发性肌炎;TDP-43;包涵体肌炎;LC3
散发性包涵体肌炎(IBM)是特发性炎性肌病的一种亚型,老年人下肢近端和手指的个别屈肌无力是其典型表现。IBM 疾病的临床进展较慢,常规免疫抑制治疗通常效果差,最终可导致严重的残疾。IBM 的发病机理非常复杂,目前尚未完全了解[1-2]。临床上,IBM 必须区别于多发性肌炎(PM),后者是另一种富含T 细胞的炎性肌病,表现为弥漫性主要组织相容性复合体(MHC)-Ⅰ表达上调[3],因为两种疾病对皮质类固醇激素治疗的反应明显不同,PM 通常效果良好,IBM 则几乎没有反应。临床常出现一部分IBM 患者被误诊为慢性PM 的情况,并接受了不必要的类固醇治疗[4]。鉴于当前诊断标准的局限性,研究者们做出了巨大的努力去发现具有更高灵敏度的IBM 免疫组织化学标志物。目前蛋白质聚集被认为在IBM 发病机制中具有核心作用,因此人们认为寻找与去除异常聚集蛋白有关的标志物可能用于鉴别IBM 和PM[5]。研究显示,镶边空泡(RVs)的形成都与自噬的损害存在一定相关性,自噬障碍导致自噬体积累积,这可能与自噬蛋白LC3、TDP-43 有关[6]。因此,本研究通过免疫组化法、Western blot 法等分析PM 组和IBM 组骨骼肌中TDP-43、LC3 阳性表达率及蛋白含量的差异性,进而探究TDP-43、LC3 在PM 及IBM 中的表达及其作用。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2018年3月~2019年9月我院收治的PM(26 例)、IBM(26 例)患者的中等受累肌肉进行活检,并避开肌电图穿刺点,同时保证动作轻柔未过度牵拉或挤压所取的肌肉组织,大小约0.5 cm×1.0 cm×0.5 cm,并快速冷冻。将PM 患者取出肌肉组织作为PM 组,将IBM 患者取出肌肉组织作为IBM 组。PM 组和IBM组患者性别、肌肉组织选取部位、年龄、病程等一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05)(表1),具有可比性。本研究经医院医学伦理委员会审核批准,参与研究的患者均签署知情同意书。
表1 两组一般资料的比较

1.2 实验仪器与试剂
台式低速离心机(长沙湘智离心机仪器有限公司,型号:TD4K);莱卡冰冻切片机(北京海天友诚科技有限公司,型号:CM1850);全自动免疫组化仪(上海永创医疗器械有限公司,型号:MY-2300)。
1.3 免疫组化法检测PM 组和IBM 组TDP-43、LC3的表达
将肌肉组织进行常规脱蜡及水化,加入2%甲醛溶液,固定,乙醇脱水,石蜡切片,切成长宽高为1.5 μm×1.5 μm×1.5 μm 的块状,冲洗,室温封闭,滴加一抗,37℃放置30~40 min,冲洗,滴加生物素化二抗(二抗试剂盒)37℃放置40 min,冲洗,二氨基联苯胺(DAB)显色,水洗终止反应,苏木精复染,分化,梯度酒精脱水干燥,中性树胶封固。
1.4 Western blot 法检测PM 组 和IBM 组TDP-43、LC3 蛋白的含量
洗净烘干电泳槽及其他部件,制备12%分离胶,制作1 cm 的水层。将电泳装置放置聚胶1 h,配制灌注成层胶。90 V 电泳,溴酚蓝倒入分离胶,取出凝胶,放入聚偏二氟乙烯(PVDF)膜5~10 s。冰浴,杂交液稀释一抗,β-actin:1∶1000。清洗3 次,把PVDF 膜放入对应的二抗中常温孵育1.5 h,轻轻晃动。加入加入电化学发光(ECL)溶液和B 混合液约1 min,PVDF 膜检测采用自动化学发光成像分析。
1.5 统计学方法
采用SPSS 22.0 统计学软件进行数据分析,计量资料以均数±标准差(±s)表示,组间两两比较采用t 检验,计数资料采用频数表示,组间比较采用χ2 检验;P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组肌肉组织中TDP-43、LC3 阳性表达量
IBM组肌肉组织中TDP-43、LC3 阳性表达高,PM组肌肉组织中TDP-43、LC3 阳性表达量低,两组比较,IBM 组肌肉组织中TDP-43、LC3 阳性表达明显高于PM 组(图1,封四)。

 
图1 两组肌肉组织中TDP-43、LC3 阳性表达(苏木精染色,400×)
A:PM 组TDP-43 阳性表达;B:IBM 组TDP-43 阳性表达;C:PM 组LC3 阳性表达;D:IBM 组LC3 阳性表达
2.2 两组肌肉组织中TDP-43、LC3 蛋白含量
Western blot 法结果显示:IBM 组肌肉组织中TDP-43、LC3 蛋白含量高于PM 组,差异有统计学意义(P<0.05)(图2)。

 
图2 两组肌肉组织中TDP-43、LC3 蛋白含量
A:IBM 组TDP-43、LC3 蛋白含量;B:IBM 组TDP-43、LC3 蛋白表达量;与PM 组相比较,P<0.05
3 讨论
IBM 与PM 由于对免疫抑制治疗的效果明显不同,且预后不同,因此病理诊断至关重要,特别是专家发现两类患者临床评估结果类似时。当然,IBM 与PM 存在明显的组织学重叠导致病理上的鉴别也很困难[7-8]。本研究定量评估了两种免疫组织化学标志物LC3、TDP-4 在区分IBM 和PM 诊断方面的价值,结果显示IBM 组肌肉组织中TDP-43、LC3 阳性表达更高,PM 组肌肉组织中TDP-43、LC3 阳性表达量更低,IBM 组肌肉组织中TDP-43、LC3 阳性表达高于PM 组(P<0.05)。Western blot 法检测结果显示,PM 组肌肉组织内的TDP-43、LC3 蛋白含量最低,IBM 组肌肉组织内的TDP-43、LC3 蛋白含量最高,IBM 组肌肉组织中TDP-43、LC3 蛋白含量高于PM 组,差异有统计学意义(P<0.05)。IBM 发病机制的一种模型表明,细胞质蛋白的积累是逐步发生的,首先发生自噬通量受损(通过LC3 累积检测到),随后发生TDP-43 和其他错误折叠的蛋白质的聚集,进而出现IBM,病情逐步加重[9]。研究发现,TDP-43、LC3 表达水平与IBM 的形成及增长有显著相关性,在患者体内TDP-43、LC3阳性数量越多则病情越严重[10-11]。实验得出,IBM患者TDP-43、LC3 阳性表达率显著高于健康人群,得出TDP-43、LC3 可能参与了IBM 的发生及发展[12]。研究显示,在PM 患者体内,TDP-43、LC3 表达水平均比健康人体高[13]。研究人员建议采用免疫组化法区分IBM、PM,在肌肉活检中使用LC3 面板和TDP-43 抗体:LC3 临界值<14% FS 可以帮助排除IBM,而TDP-43>7% FS 强烈支持IBM 诊断。由于TDP-43>7%FS 对IBM 诊断具有很高的特异性,因此TDP-43 免疫组化可以在临床病史无法区分或病情不典型的情况下使用[14]。同时,有学者研究得出,IBM 与PM 患者体内TDP-43、LC3 表达水平不相同,且IBM患者体内TDP-43、LC3 表达水平明显较高,因此,临床中可采用鉴别TDP-43、LC3 的方法来区分两种疾病[15],与本研究结论一致。
综上所述,TDP-43、LC3 在IBM 骨骼肌标本中更易表达,可作为与PM 鉴别诊断的指标之一。
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Expression and role of TDP-43 and LC3 in polymyositis and sporadic inclusion body myositis
ZENG Guo-yong1 ZENG Xiang-jun1 YE Jin2
1. Department of Neurology, Ganzhou People′s Hospital, Jiangxi Province, Ganzhou 341000, China; 2. Department of Nephrology, Ganzhou People′s Hospital, Jiangxi Province, Ganzhou 341000, China
[Abstract] Objective To explore the expression and role of TDP-43 and LC3 in polymyositis (PM) and sporadic inclusion body myositis (IBM). Methods From March 2018 to September 2019, the moderately affected muscles of PM(26 cases)and IBM (26 cases) who were admitted to our hospital were selected for biopsy, and the electromyographic puncture points were avoided. The muscle tissue of the PM patients was taken as the PM group, and the muscle tissue of the IBM patients was taken as the IBM group. The differences of TDP-43, LC3 positive expression rate and protein content between PM group and IBM group by immunohistochemistry, Western blot and other methods were analyzed,and then the expression and role of TDP-43, LC3 in PM and IBM was explored. Results The results of immunohistochemistry showed that the positive expression of TDP-43 and LC3 in the muscle tissue of the IBM group was higher than that of the PM group; the results of Western blot showed that the protein contents of TDP-43 and LC3 in the muscle tissue of the IBM group were higher than those of the PM group, the differences were statistically significant (P<0.05). Conclusion TDP-43 and LC3 are more easily expressed in IBM skeletal muscle specimens, and can be used as one of the indicators for differential diagnosis from PM.
[Key words] Polymyositis; TDP-43; Inclusion body myositis; LC3
[中图分类号]R746
[文献标识码]A
[文章编号]1674-4721(2020)10(a)-0062-03
[基金项目]江西省卫生计生委科技计划项目(20164060)
(收稿日期:2020-03-25)