角膜上皮中CD25的条件性缺失揭示屏障破坏的性别差异

Conditional deletion of CD25 in the corneal epithelium reveals sex differences in barrier disruption

作者信息Anmar Abu-Romman, Kaitlin K Scholand, Sonali Pal-Ghosh, Zhiyuan Yu, Yashaswini Kelagere, Ghasem Yazdanpanah, Winston W-Y Kao, Vivien J Coulson-Thomas, Mary Ann Stepp, Cintia S de Paiva
PMID37516317
期刊Ocul Surf
发布时间2023-10-30
DOI10.1016/j.jtos.2023.07.008

实验完整度

研究包含系统性CD25KO小鼠、角膜上皮条件性CD25敲除小鼠模型,并结合RNA测序、屏障功能测定、损伤愈合实验、免疫染色等多种验证手段。

主要模型

C57BL/6小鼠 CD25KO小鼠 CD25Δ/ΔCEpi小鼠(角膜上皮特异性CD25敲除) 原代小鼠和人角膜上皮细胞

重点核对

CD25条件性敲除的诱导:出生后第30天起给予含200mg/kg多西环素饲料8周 角膜屏障功能评估:使用OGD染料(70kDa)检测 角膜上皮损伤模型:1.5mm直径的角膜中央上皮清创 性别比较:分别分析雌性和雄性小鼠 RNA测序样本量:每组n=5

摘要

目的:IL-2促进T细胞的活化、克隆扩增和删除。IL-2通过由其CD25、CD122和CD132链组成的异三聚体受体(IL-2R)传递信号。CD25基因敲除(KO)小鼠会发展出类似干燥综合征的疾病。本研究探讨角膜CD25/IL-2信号传导对眼部健康是否至关重要。方法:收集C57BL/6小鼠的眼睛,制备用于免疫染色或原位杂交。对野生型和CD25KO小鼠的角膜上皮进行批量RNA测序。我们生成了角膜上皮中CD25的条件性角膜特异性缺失(CD25Δ/ΔCEpi)。通过荧光染料的摄取评估角膜屏障功能。对小鼠进行单侧角膜清创,随后观察上皮闭合随时间的变化。结果:在C57BL/6小鼠中,CD25 mRNA在眼组织中表达。在角膜上皮中确认了CD25、CD122和CD132的蛋白表达。在雌性而非雄性CD25KO小鼠中观察到角膜再上皮化延迟。与野生型小鼠相比,CD25KO小鼠的角膜上皮中有771个差异表达基因。虽然CD25Δ/ΔCEpi小鼠的屏障功能受损,但再上皮化速率并未延迟。结论:IL-2R的所有三条链均在角膜上皮中表达。我们的结果首次表明,在小鼠所有组织中系统性删除CD25以及仅在角膜上皮局部删除CD25会损害角膜上皮屏障功能,导致雌性小鼠的干眼病。未来需要研究来阐明IL-2信号传导影响角膜稳态的途径。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
角膜上皮局部IL-2/CD25信号传导对维持角膜健康和屏障功能是否必要?
核心机制
角膜上皮内的CD25/IL-2信号传导对于维持角膜上皮屏障功能至关重要,其缺失导致屏障破坏。
主要证据
CD25Δ/ΔCEpi小鼠(仅角膜上皮缺失CD25)显示屏障功能受损,但再上皮化速率正常;CD25KO小鼠显示雌性小鼠愈合延迟。
研究意义
该研究首次证明角膜上皮中的IL-2信号参与体内屏障功能,并揭示女性干眼病易感性的潜在机制。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

表达分析

验证角膜上皮是否表达IL-2受体各链

通过RNAscope原位杂交、数字PCR和免疫荧光染色检测角膜上皮中CD25、CD122和CD132的mRNA和蛋白表达。

2

系统性CD25缺失的表型分析

评估CD25KO小鼠角膜上皮屏障功能和伤口愈合能力

对CD25KO小鼠进行角膜荧光染料摄取实验和角膜上皮清创后监测再上皮化。

3

条件性敲除小鼠的生成和验证

生成角膜上皮特异性CD25敲除小鼠并确认其无系统性自身免疫

使用Krt12rtTA/tetO-cre和CD25flox小鼠杂交生成CD25Δ/ΔCEpi,通过多西环素诱导Cre表达,并通过流式细胞术和脾脏重量验证Treg频率和免疫状态。

4

条件性敲除小鼠的角膜表型

评估角膜上皮特异性CD25缺失对屏障功能和伤口愈合的影响

对CD25Δ/ΔCEpi小鼠进行OGD染色和角膜清创实验,并检查ZO-1分布。

5

转录组分析

鉴定CD25缺失引起的角膜上皮转录组变化

对野生型、CD25KO和CD25Δ/ΔCEpi小鼠角膜上皮进行批量RNA-seq,并使用IPA、Metascape等分析差异表达基因和通路。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
多西环素饲料Bio-Serv--
抗CD25抗体(克隆7D4)BioLegend154202
抗Krt12抗体Winston-Kao (gift)--
抗CD122抗体Proteintech13602-1-AP
抗CD132抗体ThermoFisherMA5-29720
抗ZO-1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-33725
杜氏改良Eagle培养基Sigma-Aldrich--
Ham's F-12培养基Sigma-Aldrich--
分散酶Sigma-Aldrich--
表皮生长因子Thermo Fisher Scientific--
氢化可的松Sigma-Aldrich--
霍乱毒素ASigma-Aldrich--
二甲基亚砜Sigma-Aldrich--
庆大霉素Hyclone--
两性霉素BGibco--
ITS液体培养基补充剂Sigma-Aldrich--
胎牛血清Hyclone--
RNeasy Plus Micro RNA提取试剂盒Qiagen--
DAPI----
Hoechst 33342----
碘化丙啶----
Pefabloc SCSigma-Aldrich--
HALT磷酸酶抑制剂混合物ThermoFisher--
GM6001Sigma-Aldrich--
micro-BCA蛋白测定试剂盒ThermoFisher--
4–15% mini-protean TGX无染色凝胶Bio-Rad--
Amersham ECL化学发光试剂GE Healthcare--
CD16/CD32抗体BioLegend--
红外荧光反应染料Life Technologies--
Foxp3固定/透化工作液eBioscience--
CD4_FITC抗体BD Biosciences--
CD25_PE抗体BioLegend--
CD45_Alexa Fluor700抗体BioLegend--
Oregon-Green-Dextran-AlexaFluor-488(OGD)Invitrogen/Thermofisher--
含0.1%牛血清白蛋白的PBSCorning Inc--
玻璃毛细管Drummond Scientific Co--
VEGF抗体(小鼠单克隆)Millipore--
卡洛芬Bio-Serv--
丙美卡因----
荧光素钠----
平衡盐溶液(BSS)Alcon Laboratories Inc--
环钻McKesson Medical-Surgical Inc--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
转基因小鼠诱导
多西环素饲料剂量和诱导时间
阅读提示:Methods 2.1 Animals
角膜屏障功能检测
OGD染料浓度和体积、染色时间
阅读提示:Methods 2.10 Measurement of corneal barrier function
角膜上皮清创模型
创伤大小、麻醉方式、术后处理
阅读提示:Methods 2.14 and 2.15
RNA测序
样本类型、测序平台、差异表达基因筛选标准
阅读提示:Methods 2.11 Bulk RNA sequencing
蛋白检测
抗体克隆、稀释度、固定方法
阅读提示:Methods 2.6 Immunofluorescence staining; Table 1