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系统性硬化症小鼠模型中Th17细胞和IL-17对皮肤和肺纤维化的影响

期刊:Clinical and Experimental Rheumatology

这篇文档属于类型a,即单篇原创研究的学术报告。以下是针对该研究的详细报告:

主要作者及机构
该研究由Ling Lei、Cheng Zhao、Fang Qin、Zhi-Yi He、Xu Wang和Xiao-Ning Zhong共同完成。作者分别来自广西医科大学第一附属医院的风湿免疫科和呼吸内科。研究发表于《Clinical and Experimental Rheumatology》期刊,2016年出版,卷号为34(增刊100),页码为S14-S22。

学术背景
系统性硬化症(Systemic Sclerosis, SSc)是一种以皮肤和内脏器官(如肺)纤维化为特征的自身免疫性结缔组织病。Th17细胞及其产生的IL-17A在SSc的发病机制中扮演重要角色,但其与肺纤维化的关系尚未明确。本研究旨在通过小鼠博来霉素(Bleomycin, BLM)诱导的SSc模型,探讨Th17反应与皮肤及肺纤维化的潜在关联及其机制。

研究流程
研究分为多个步骤,具体如下:

  1. 动物模型建立
    使用8周龄的雌性BALB/c小鼠,随机分为对照组和BLM组。对照组小鼠每日皮下注射磷酸盐缓冲液(PBS),BLM组小鼠每日皮下注射100 μg BLM,持续28天。研究结束时,收集小鼠的血液、皮肤和肺组织样本。

  2. 组织处理与病理学分析
    皮肤和肺组织样本进行石蜡包埋,切片后进行苏木精-伊红(H&E)染色和Masson三色染色,评估炎症和纤维化程度。皮肤厚度、炎症评分和纤维化评分通过图像分析系统定量。

  3. 羟脯氨酸含量测定
    皮肤和肺组织样本通过水解和比色法测定羟脯氨酸含量,作为胶原含量的指标。

  4. 细胞样本制备与流式细胞术分析
    外周血单核细胞(PBMC)和皮肤、肺组织中的炎性浸润细胞通过密度梯度离心分离。细胞经PMA和离子霉素刺激后,通过流式细胞术检测CD4+IL-17A+ Th17细胞的百分比。

  5. 实时定量PCR(RT-PCR)分析
    提取PBMC、皮肤和肺组织中的总RNA,反转录为cDNA后,通过RT-PCR检测IL-17A、RORγt、TGF-β1和IL-6的mRNA表达水平。

  6. 肺成纤维细胞培养与IL-17A刺激实验
    从小鼠肺组织中分离并培养成纤维细胞,分别用IL-17A、抗IL-17A单抗或对照IgG处理,通过BrdU ELISA检测细胞增殖,并通过RT-PCR和ELISA检测胶原、TGF-β1和IL-6的表达。

主要结果
1. 皮肤和肺的病理学表现
BLM组小鼠的皮肤和肺组织显示出显著的炎症和纤维化,皮肤厚度、炎症评分和纤维化评分均显著高于对照组。羟脯氨酸含量在BLM组小鼠的皮肤和肺组织中显著增加。

  1. Th17细胞的频率增加
    BLM组小鼠的外周血、皮肤和肺组织中的CD4+IL-17A+ Th17细胞百分比显著高于对照组。

  2. Th17相关细胞因子表达增加
    BLM组小鼠的血清IL-17A、TGF-β1和IL-6水平显著升高,皮肤和肺组织中的IL-17A、RORγt、TGF-β1和IL-6 mRNA表达水平也显著增加。

  3. IL-17A促进肺成纤维细胞增殖
    IL-17A显著增强了肺成纤维细胞的增殖,并增加了I型胶原、TGF-β1和IL-6的表达。抗IL-17A处理显著抑制了这些效应。

结论
研究表明,Th17细胞通过增强成纤维细胞增殖和细胞因子产生,参与了小鼠SSc模型中皮肤和肺纤维化的发病机制。IL-17A在促进纤维化过程中发挥了关键作用,提示Th17细胞及其相关细胞因子可能是SSc治疗的潜在靶点。

研究亮点
1. 本研究首次在小鼠模型中系统探讨了Th17细胞与肺纤维化的关系,填补了该领域的空白。 2. 通过多层次的实验设计(病理学、分子生物学、细胞培养等),全面揭示了Th17细胞在纤维化中的作用机制。 3. 研究结果不仅为SSc的发病机制提供了新的见解,也为开发针对Th17细胞的治疗策略提供了实验依据。

其他有价值的内容
研究还发现,血清IL-17A水平与Th17细胞百分比和皮肤羟脯氨酸含量呈正相关,进一步支持了IL-17A在纤维化中的重要作用。此外,研究中的实验方法(如流式细胞术、RT-PCR、BrdU ELISA等)均为标准化的分子生物学技术,确保了实验结果的可靠性。

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