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髓系来源的抑制细胞通过调节Th17细胞和Tregs的分化参与系统性红斑狼疮

期刊:clinical scienceDOI:10.1042/cs20160311

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告:


作者及机构

本研究由Jianjian Ji、Jingjing Xu、Shuli Zhao等共同完成,主要作者来自南京大学医学院免疫学系(The State Key Laboratory of Pharmaceutical Biotechnology, Nanjing University)和南京医科大学第一附属医院生殖医学国家重点实验室(State Key Laboratory of Reproductive Medicine, Nanjing Medical University)。研究发表于Clinical Science期刊(2016年,卷130,页码1453–1467),标题为《Myeloid-derived suppressor cells contribute to systemic lupus erythematosus by regulating differentiation of Th17 cells and Tregs》。


学术背景

研究领域:本研究聚焦于自身免疫疾病系统性红斑狼疮(SLE, systemic lupus erythematosus)的发病机制,重点关注髓系来源的抑制性细胞(MDSCs, myeloid-derived suppressor cells)在SLE中的作用。

研究动机:尽管MDSCs在肿瘤和感染中被广泛研究,但其在SLE中的功能存在争议。既往研究表明,MDSCs在狼疮模型小鼠中可能通过抑制B细胞或T细胞发挥保护作用,但另一些研究指出其功能缺陷可能促进疾病进展。此外,MDSCs的亚群(粒细胞性MDSCs, G-MDSCs和单核细胞性MDSCs, M-MDSCs)在SLE中的具体作用尚未明确。

研究目标
1. 明确MDSCs及其亚群在SLE患者和狼疮模型小鼠(MRL/lpr小鼠)中的比例变化;
2. 揭示MDSCs通过调控Th17细胞(辅助性T细胞17)调节性T细胞(Tregs)分化影响SLE进展的机制;
3. 探索MDSCs促炎功能的分子基础(如活性氧ROS、IL-1β等)。


研究流程与方法

1. 研究对象与样本

  • 动物模型
    • 使用MRL/lpr狼疮模型小鼠(6周龄为疾病前期,26周龄为疾病期)和咪喹莫特(IMQ)诱导的狼疮模型小鼠
    • 样本量:每组7只小鼠(如蛋白尿、血清抗体检测)或5只(如流式细胞术分析)。
  • 临床样本
    • 20例SLE患者(6例高疾病活动度,14例低活动度)和12例健康对照的外周血样本。

2. 实验流程

(1)MDSCs比例与表型分析
- 流式细胞术:检测小鼠脾脏和血液中MDSCs(CD11b+Gr-1+)、G-MDSCs(CD11b+Ly6G+Ly6Clow)和M-MDSCs(CD11b+Ly6C+Ly6G−)的比例。
- 人类样本:通过HLA-DR−CD11b+CD33+标记鉴定MDSCs,并分选G-MDSCs(CD15+)和M-MDSCs(CD14+)。

(2)功能分子检测
- ROS(活性氧):使用DCFDA荧光探针检测G-MDSCs的ROS水平;Western blot分析gp91phox(NADPH氧化酶组分)表达。
- IL-1β:通过qPCR和ELISA检测M-MDSCs中IL-1β的表达;Western blot分析TLR2、AIM2炎症小体(NLRP3、caspase-1/p20)的激活。

(3)体外共培养实验
- Th17分化:将M-MDSCs与初始CD4+ T细胞共培养,添加TGF-β和IL-6,通过流式检测IL-17A+细胞比例,ELISA检测上清IL-17A和IL-1β。
- Treg分化:将G-MDSCs与初始T细胞共培养,添加TGF-β和IL-2,流式检测Foxp3+ Tregs,并加入ROS抑制剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)验证作用。

(4)体内功能验证
- MDSCs耗竭:21周龄MRL/lpr小鼠注射抗Gr-1抗体,评估蛋白尿、血清抗体及Th17/Treg比例变化。
- 过继转移:将26周龄小鼠的MDSCs(经NAC或caspase-1抑制剂预处理)静脉注射至15周龄小鼠,观察疾病进展。

(5)迁移机制研究
- CCR1作用:通过qPCR检测G-MDSCs中CCR1表达;采用CM-DiI标记G-MDSCs后静脉回输,并用CCR1抑制剂J113863阻断迁移。


主要结果

  1. MDSCs比例与疾病活动度正相关

    • 在26周龄MRL/lpr小鼠和SLE高活动度患者中,脾脏G-MDSCs显著扩增,而M-MDSCs无变化(图1)。
    • 人类G-MDSCs的CCR1和gp91phox表达升高,M-MDSCs的TLR2/AIM2/IL-1β上调(图8)。
  2. 功能机制

    • G-MDSCs通过ROS抑制Treg分化:疾病期G-MDSCs的gp91phox表达增加,ROS水平升高,且IFN-γ可诱导这一过程(图4)。NAC处理可逆转Treg分化抑制。
    • M-MDSCs通过IL-1β促进Th17极化:疾病期M-MDSCs的TLR2/AIM2炎症小体激活导致IL-1β分泌增加,中和IL-1β抗体可阻断Th17分化(图3)。
  3. 体内验证

    • 耗竭MDSCs后,小鼠蛋白尿减轻,Th17比例下降,Tregs回升(图6)。
    • 过继转移未处理的MDSCs加剧疾病,而经NAC或caspase-1抑制剂预处理的MDSCs无此效应(图7)。

结论与意义

科学价值
1. 首次阐明MDSCs通过ROS-IL-1β轴调控Th17/Treg失衡,促进SLE进展,揭示了其促炎作用而非传统认知的免疫抑制功能。
2. 提出CCR1介导的G-MDSCs迁移和TLR2/AIM2炎症小体激活的M-MDSCs是潜在治疗靶点。

应用价值:为SLE的免疫治疗提供新策略,例如靶向MDSCs亚群或阻断其效应分子(如CCR1抑制剂、IL-1β抗体)。


研究亮点

  1. 创新性发现:挑战了MDSCs在SLE中仅具免疫抑制功能的传统观点,提出其促炎作用。
  2. 方法学优势:结合狼疮模型小鼠和人类样本,通过多组学(流式、qPCR、Western blot)和功能实验(耗竭/过继转移)全面验证机制。
  3. 转化潜力:CCR1和IL-1β的靶向干预策略具有临床转化前景。

其他有价值内容

  • 研究揭示了IFN-γ通过上调gp91phox增强G-MDSCs的ROS产生,为理解SLE中氧化应激的作用提供了新视角。
  • 数据表明,MDSCs的功能缺陷可能是SLE免疫调控失败的关键因素,为解释疾病异质性提供了线索。

(报告总字数:约1500字)

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