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IL-17A通过ERK1/2信号通路促进系统性硬化症患者来源的真皮血管平滑肌细胞的功能激活

期刊:arthritis research & therapyDOI:10.1186/s13075-014-0512-2

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主要作者及研究机构
本研究由Mengguo Liu、Ji Yang、Xiaojing Xing、Xiangxiang Cui和Ming Li共同完成,研究机构为复旦大学附属中山医院皮肤科。该研究于2014年发表在期刊《Arthritis Research & Therapy》上,文章编号为16:4223。

学术背景
系统性硬化症(Systemic Sclerosis, SSc)是一种严重的结缔组织疾病,其病因尚未明确。SSc的病理特征包括微血管病变、成纤维细胞胶原合成增加以及免疫异常。其中,微血管病变是SSc最早期的临床表现之一,涉及皮肤、肺、心脏和肾脏的小动脉和微动脉。研究表明,Th17细胞及其相关细胞因子,特别是白细胞介素-17A(Interleukin-17A, IL-17A),在SSc的发病机制中起重要作用。然而,IL-17A对SSc患者皮肤血管平滑肌细胞(Dermal Vascular Smooth Muscle Cells, DVSMCs)的影响尚未明确。本研究旨在探讨IL-17A对SSc患者来源的DVSMCs的功能激活作用及其分子机制。

研究流程
研究分为多个步骤,详细流程如下:

  1. 研究对象及样本采集
    研究纳入了16名SSc患者(6名男性,10名女性,平均年龄43.6岁)和15名健康对照者(7名男性,8名女性,平均年龄40.7岁)。所有SSc患者均符合美国风湿病学会的分类标准,且处于疾病活动期。从SSc患者的病变皮肤和健康对照者的正常皮肤中分离出DVSMCs。

  2. DVSMCs的分离与鉴定
    采用改良的Sung Tae Cha等方法从皮肤中分离DVSMCs。通过免疫荧光染色和Western blot检测α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、肌球蛋白重链(Myosin)和钙调蛋白(Calponin)的表达,以鉴定DVSMCs的纯度。

  3. 细胞培养与刺激
    将DVSMCs接种于6孔板中,分别用不同浓度的重组人IL-17A(1 ng/mL、10 ng/mL、100 ng/mL)或SSc患者血清(5%)进行刺激。同时,使用IL-17A中和抗体(8 μg/mL)或ERK1/2抑制剂PD98059(10 μM/mL)预处理细胞,以探讨IL-17A的作用机制。

  4. 细胞增殖、胶原合成与迁移检测
    使用细胞计数试剂盒-8(CCK-8)检测细胞增殖;通过双荧光素酶报告基因实验、实时逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)、Western blot和酶联免疫吸附试验(ELISA)检测胶原1和胶原3的合成与分泌;通过Transwell实验检测细胞迁移。

  5. 信号通路分析
    使用Western blot检测IL-17A刺激后DVSMCs中ERK1/2、JNK和p38 MAPK的磷酸化水平,以确定IL-17A激活的信号通路。

主要结果
1. IL-17A促进DVSMCs的增殖
IL-17A和SSc患者血清显著促进了DVSMCs的增殖,且IL-17A中和抗体抑制了这种增殖效应。

  1. IL-17A诱导胶原合成与分泌
    IL-17A和SSc患者血清显著增加了胶原1和胶原3的mRNA表达和蛋白质分泌,且IL-17A中和抗体抑制了这种效应。

  2. IL-17A通过ERK1/2信号通路激活DVSMCs
    IL-17A显著增加了DVSMCs中ERK1/2的磷酸化水平,而ERK1/2抑制剂PD98059抑制了IL-17A诱导的DVSMCs功能激活。

  3. IL-17A促进DVSMCs的迁移
    IL-17A和SSc患者血清显著增加了DVSMCs的迁移能力,且IL-17A中和抗体或ERK1/2抑制剂抑制了这种迁移效应。

结论
本研究表明,SSc患者血清中的IL-17A通过ERK1/2信号通路诱导DVSMCs的增殖、胶原合成与分泌以及迁移,从而在SSc相关微血管病变中起重要作用。这一发现为SSc的治疗提供了新的潜在靶点,即通过抑制IL-17A或ERK1/2信号通路来缓解SSc的血管病变。

研究亮点
1. 重要发现
首次揭示了IL-17A在SSc患者DVSMCs功能激活中的关键作用,并明确了ERK1/2信号通路在这一过程中的核心地位。

  1. 方法创新
    采用改良的DVSMCs分离方法,并结合多种实验技术(如双荧光素酶报告基因实验、Transwell实验等)全面评估了IL-17A对DVSMCs的影响。

  2. 研究意义
    该研究不仅为SSc的发病机制提供了新的理论依据,还为开发针对IL-17A或ERK1/2信号通路的治疗策略奠定了实验基础。

其他有价值的内容
研究还探讨了IL-17A在其他疾病(如哮喘、动脉粥样硬化)中的作用,为理解IL-17A在不同病理条件下的功能提供了参考。此外,研究强调了Th17细胞及其相关细胞因子在自身免疫性疾病中的广泛作用,为进一步研究提供了方向。

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