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博士就发了21.8分的SCI,这华中科技大学的文章,做了细胞因子对T细胞和DC细胞免疫的调控,还挺有意思的……

实验万事屋  · 公众号  · 科研  · 2024-10-18 08:20

正文

细胞因子对免疫的调控其实还是很有意思的,比如今天讲的这篇华中科技大学同济医学院韩军艳/黄亚非团队的博士,发表在Nature旗下21.8分的Cell Mol Immunol上的文章,讲的就是细胞因子在不同时期对于免疫细胞的影响:



首先,他们构建了新生儿和成年小鼠的哮喘模型,他们想要研究的是IL-33、TSLP和IL-25在不同时期对哮喘过程的影响,其实也就是对细胞免疫产生的影响。通过比较他们发现IL-33在早期过敏性哮喘中更为重要(这个其实就是通过表型和细胞因子表达,分析可能存在的联系性,这个也是柯霍氏法则的研究方法,不清楚柯霍氏法则的话可以看看《科研的推理和逻辑——从实验台到咖啡桌》、《轻松的文献导读》和《列文虎克读文献):



那么IL-33是否是对于小鼠的新生儿哮喘模型有重要的作用呢?他们通反向遗传学的方法,对IL-33进行了敲除,分析敲除小鼠中不同年龄时期对于哮喘的影响(不清楚反向遗传学的话,可以去看看《轻松的文献导读》,有介绍过,这也算是一种比较常见的研究基因功能的方法)。结果发现IL-33及其受体ST2的敲除,消除了新生儿组过敏性哮喘的发展。也就是说IL-33对于新生儿组小鼠过敏性哮喘有着重要的诱发作用:



那么在成年组的小鼠中呢,他们也进行了对应的实验分析,结果发现IL-33和ST2的敲除,只能部分抑制成人过敏性哮喘的发展。这可能就是IL-33造成不同时期过敏性哮喘差异的原因:



造成过敏性哮喘的主要免疫细胞,有两种一个是ILC2(II型固有淋巴细胞)另一种的Th2(这个就是CD4+ 的辅助型T细胞),他们分析了IL-33敲除后对于这两种细胞的影响。结果发现IL-33敲除后,成年小鼠和新生儿组小鼠的ILC2细胞反应都下调了,也就是说ILC2的细胞反应,与IL-33造成的不同时期的差异表现是没有关联性的:



而对于Th2细胞的话,成年组小鼠和新生儿组中,在IL-33敲除后产生了变化,IL-33/ST2的敲除,对于过敏原诱导的Th2细胞反应具有年龄依赖性影响。通过对于CD4+ T细胞在肺部的募集情况分析后发现, IL-33/ST2信号传导对于Th2细胞反应的年龄依赖性影响,有一部分是通过影响攻击期致敏CD4+ T细胞的募集和激活来介导的:



这些结果可以说明,IL-33/ST2信号转导,对新生和成年小鼠的过敏性ILC2反应尤为重要。但对于Th2细胞,IL-33/ST2 信号的缺陷仅显着影响新生儿组,而成年小鼠过敏性哮喘的发展对于Th2细胞反应的发展不依赖于IL-33/ST2 信号。那么,成年组小鼠的过敏性哮喘过程中,真的不需要Th2细胞了么?他们使用了Rag1敲除小鼠(去除了T细胞,其实也是为了排除T细胞的功能,明确IL-33),他们发现,在具有完整Th2反应的成年小鼠中,尽管IL-33缺陷导致ILC2反应减弱,但Th2细胞反应可能以某种方式,被某些维持过敏性哮喘过程的代偿机制触发。


DC细胞可以激活CD4+ T细胞,DC细胞对于CD4+ T细胞的影响分成了致敏期(在纵膈淋巴结中)和攻击期(招募到肺部),他们发现IL-33/ST2信号传导对Th2细胞反应的年龄依赖性影响,主要发生在攻击期。其中,IL-33/ST2信号对新生儿组小鼠的过敏原激发期肺DC细胞迁移和激活,是必不可少的:



过敏性气道炎症中肺DC的迁移和激活受多种细胞因子调节,尤其是2型警报蛋白(IL25、IL-33和TSLP),在IL-33信号传导敲除的情况下,成年小鼠的TSLP和IL-25的水平进一步升高,这也可能是IL-33缺失后产生的代偿机制。为了明确这个代偿机制在成年小鼠中的作用,他们使用了TSLP和IL-25的中和抗体进行了阻断(其实这也是柯霍氏法则的一个手段,为了明确表型与基因之间的关联性,通过移除基因,查看表型的变化,不清楚柯霍氏法则的话,可以看看《科研的推理和逻辑——从实验台到咖啡桌》、《轻松的文献导读》和《列文虎克读文献》),结果发现阻断TSLP的确可以抑制过敏性反应诱导的IL-33缺陷成年小鼠过敏性哮喘,由此证明了TSLP和IL-25在IL-33的缺失的情况下,在成年小鼠中的代偿作用:



为了确定LI-33影响的年龄相关的IL-33/ST2信号传导对肺细胞因子环境的影响,他们分析了新生ST2缺失后过敏原诱导小鼠的肺免疫细胞,他们发现肺γδ T细胞的比例远高于成年小鼠(γδ T细胞其实就是指的TCR,也就是T细胞受体,一般来说是αβ亚基,也有γδ亚基的,不清楚TCR信号通路的话,可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列,介绍过TCR),而这些T细胞中,主要是IL-17A+ γδ T细胞。耗竭了肺中的γδ T细胞,可以逆转IL-33缺乏引起的过敏性气道炎症的抑制。IL-17A信号的缺失逆转了对IL-33缺陷引起的过敏性气道炎症的抑制,这种逆转同时伴随着肺部TSLP、IL-25等细胞因子水平的增加。也就是说肺γδ T17细胞,通过抑制TSLP和IL-25,介导了IL-33缺陷型新生小鼠过敏性气道炎症的抑制:



最后他们形成了这样的示意图,在幼年小鼠中IL-33/ST2的信号传导缺失,会导致IL-17A信号增强,激活的肺γδ T17细胞,通过抑制TSLP和IL-25,介导了IL-33缺陷型新生小鼠过敏性气道炎症的抑制。而成年小鼠中,IL-33/ST2的信号传导的缺失,不会影响肺中的γδ T细胞,这样就无法抑制TSLP和IL-25,从而产生了代偿作用,这样的代偿作用激活了DC细胞迁移到肺部,激活Th2引发了过敏性炎症反应:



这篇文章,其实思路上是很细致的,在每个步骤中,都有认证进行推理,才获得了最后的结果。解释了IL-33敲除后,在不同年龄阶段对过敏性哮喘的细胞表型。好了,今天就先策到这里吧,有兴趣的话可以看看原文,祝你们心明眼亮。

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