ILC3来源的OX40L对免疫缺陷小鼠肠道Treg稳态至关重要

ILC3-derived OX40L is essential for homeostasis of intestinal Tregs in immunodeficient mice

作者信息Tian Deng, Caixia Suo, Jiali Chang, Rui Yang, Jingyu Li, Ting Cai, Ju Qiu
PMID30760919
发布时间2020-02
DOI10.1038/s41423-019-0200-x

实验完整度

高

包含体外细胞培养、流式分析、小鼠模型(Rag1–/–、Rorcgfp/gfp、Tnfsf4–/–)、骨髓嵌合体及过继转移实验,验证了OX40L表达调控及对Treg稳态的功能,机制验证涉及STAT5信号。

主要模型

Rag1–/–小鼠肠道ILC3 骨髓嵌合小鼠 Rag1–/–Rorcgfp/gfp小鼠 Tnfsf4–/–小鼠

重点核对

ILC3中OX40L表达在Rag1–/–小鼠中较高,且受CD4+ T细胞抑制 Poly (I:C)和TL1A在体外和体内诱导ILC3 OX40L表达 STAT5抑制剂IQDMA和STAT5 siRNA抑制IL-7诱导的OX40L表达 ILC3缺失导致Treg扩增缺陷,且ILC3来源的OX40L是必需的

摘要

OX40L是共刺激分子之一,可由脾脏淋巴组织诱导细胞(Lti细胞)表达,Lti细胞是3型固有淋巴细胞(ILC3s)的一个亚群。OX40L在肠道ILC3亚群中的表达以及ILC3中OX40L表达的分子调控尚不清楚。在此,我们发现肠道ILC3在所有肠道白细胞中标记为OX40L高表达群体,并且是Rag1–/–小鼠中OX40L的主要来源。所有ILC3亚群均表达OX40L,其中NCR–ILC3是OX40L最丰富的来源。炎症期间ILC3中OX40L的表达可上调。除了已知的OX40L触发因子肿瘤坏死因子样细胞因子1A(TL1A)外,我们发现代表病毒刺激的Poly(I:C)通过细胞自主方式促进ILC3中OX40L的表达。此外,我们证明了IL-7-STAT5信号维持ILC3对OX40L的表达。在ILC3特异性缺乏OX40L表达的嵌合小鼠中,肠道调节性T细胞(Tregs)的扩增受损,而大多数Tregs表达OX40。一致地,在肠道隐结中发现了Tregs和ILC3的共定位,这表明ILC3和Tregs之间存在密切相互作用。我们的研究揭示了黏膜组织中Tregs和ILC3s通过OX40–OX40L信号之间的串扰,这对肠道Treg的稳态至关重要。

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
肠道ILC3是否以及如何通过OX40L–OX40信号影响肠道Treg稳态?
核心机制
ILC3通过OX40L–OX40信号支持肠道Treg的稳态,该过程依赖于IL-7-STAT5信号维持OX40L表达。
主要证据
在Rag1–/–Rorcgfp/gfp小鼠中,ILC3缺失导致Treg扩增减少;骨髓嵌合实验显示ILC3特异性OX40L缺陷导致Treg减少;共定位分析显示Treg与ILC3在隐结中相邻。
研究意义
揭示ILC3通过OX40L–OX40直接相互作用支持肠道Treg稳态,为理解黏膜免疫调节提供新机制。

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

OX40L在肠道ILC3中的表达分析

确定肠道ILC3是否表达OX40L及其亚群分布。

通过流式细胞术分析Rag1–/–小鼠小肠和大肠固有层淋巴细胞中ILC3的OX40L表达,包括新鲜分离和过夜培养后的检测。

2

CD4+ T细胞对OX40L表达的抑制作用

验证CD4+ T细胞是否抑制ILC3的OX40L表达。

将Treg、非Treg和CD8+ T细胞过继转移至Rag1–/–小鼠,检测ILC3的OX40L表达;体外共培养实验验证OX40的作用。

3

炎症和Poly (I:C)对OX40L的诱导作用

确定炎症刺激和病毒模拟物Poly (I:C)是否能上调ILC3的OX40L表达。

用DSS或α-CD40诱导结肠炎,或体内注射Poly (I:C),检测ILC3的OX40L表达;体外用TL1A和Poly (I:C)处理LPL和纯化的ILC3。

4

STAT5信号在OX40L表达中的作用

验证STAT5信号是否调控ILC3的OX40L表达。

使用STAT5抑制剂IQDMA处理LPL,观察对TL1A/Poly (I:C)诱导的OX40L表达的影响;用IL-2、IL-7刺激LPL或用STAT5 siRNA转染纯化的ILC3,检测OX40L表达。

5

ILC3对Treg稳态的必需性验证

确定ILC3是否对肠道Treg的稳态扩增是必需的。

将Treg过继转移至Rag1–/–Rorcgfp/gfp(缺乏ILC3)和对照小鼠,检测Treg的比例和数量;并进行骨髓嵌合实验,使ILC3特异性缺乏OX40L,再转移Treg。

6

Treg与ILC3共定位分析

验证Treg和ILC3是否在肠道隐结中共定位,支持直接相互作用。

通过免疫荧光染色分析肠道隐结中Treg(CD3+Foxp3+)与ILC3(RORγt-GFP+)的共定位情况。

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
IMDM培养基Hyclone--
胎牛血清Gibco--
L-谷氨酰胺Gibco--
β-巯基乙醇Sigma-Aldrich--
青霉素Gibco--
链霉素Gibco--
二硫苏糖醇----
HEPES----
RPMI1640培养基Invitrogen--
脱氧核糖核酸酶ISigma--
胶原酶VIIISigma--
Percoll----
抗小鼠CD16/32抗体Thermo Fisher Scientific--
小鼠调节性T细胞染色试剂盒Thermo Fisher Scientific--
活/死细胞紫色活力试剂盒Invitrogen--
BD Cytofix试剂盒BD Biosciences--
多克隆抗p-STAT5抗体(Tyr694)Cell Signaling Technology--
Gallios流式细胞仪Beckman Coulter--
FlowJo软件Tree Star Inc.--
BD FACSARIAIIIBD--
MoFloBeckman Coulter--
Dynabeads™ Untouched™ 小鼠CD4细胞分选试剂盒Thermo Fisher Scientific--
抗仓鼠抗体MP Biomedicals--
抗CD3抗体----
抗CD28抗体----
重组小鼠OX40L-IgSino Biological53582-M04H
对照小鼠IgGSangon BiotechD110503
Lipofectamine™ 3000转染试剂Thermo Fisher Scientific--
Pam3CSK4BioVision--
聚肌胞苷酸Tocris Bioscience--
鞭毛蛋白InvivoGen--
咪喹莫特Enzo Life Sciences--
ODN2395Enzo Life Sciences--
凝胶多糖ALInvivoGen--
SB203580Selleck Chemicals--
SP600125Selleck Chemicals--
Bay11-7085Selleckchem--
GSK805----
SR1001----
环孢素AAbcam--
STA-21Enzo Life Sciences--
IQDMAAbcam--
TL1AR&D--
TL1A中和抗体R&D--
IL-23R&D--
IL-2Peprotech--
IL-7Peprotech--
Flt3配体Peprotech--
Trizol试剂Invitrogen--
GoScript™逆转录试剂盒Promega--
SYBR GreenBio-rad--
Mx 3000P Q-PCR系统Agilent--
葡聚糖硫酸钠----
抗CD40激动剂抗体(FGK4.5)Bioxcel--
庆大霉素----
甲硝唑----
新霉素----
万古霉素----
OCT包埋剂Tissue-Tek®--
仓鼠抗小鼠CD3抗体(145-2C11)Bioxcel--
抗GFP-Alexa Fluo®488抗体Thermo Fisher Scientific--
抗Foxp3-eFluor 660抗体eBioscience--
抗仓鼠Cy3抗体Jackson ImmunoResearch--
蔡司LSM710激光共聚焦扫描头Zeiss--
蔡司LSM T-PMT显微镜Zeiss--

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
小鼠模型
小鼠品系(Rag1–/–、Rag1–/–Rorcgfp/+、Rag1–/–Rorcgfp/gfp、Tnfsf4–/–、野生型等),年龄(6-10周),饲养条件(SPF或常规),性别匹配
阅读提示:Methods:Mice
LPL分离
小肠和大肠LPL分离步骤,包括EDTA、胶原酶消化时间,Percoll梯度离心条件
阅读提示:Methods:Isolation of intestinal LPLs
细胞培养
培养基配方(IMDM+5%FBS+2mM L-谷氨酰胺+1mM丙酮酸钠+50μM β-ME+100U/ml青霉素+100μg/ml链霉素),培养条件(37°C, 5% CO2)
阅读提示:Methods:Cell culture medium
OX40L表达检测
流式抗体克隆号、孵育条件、Fc受体阻断,以及是否新鲜分离或过夜培养
阅读提示:Methods:Flow cytometry;结果部分
体外刺激
TL1A(100 ng/ml)和Poly (I:C)(100 μg/ml)浓度,处理时间(24h)
阅读提示:Figure 4 legend
STAT5抑制
IQDMA浓度(1 μM或3 μM),预处理时间(2h),IL-7浓度(20 ng/ml)
阅读提示:Figure 5 legend;Methods:Reagents
过继转移
Treg数量(4×10^5),注射途径(眶后静脉),分析时间(5周)
阅读提示:Methods:Adoptive transfer of T cells;Figure 6 legend
骨髓嵌合体
骨髓细胞数量(5×10^6),混合比例(1:1),辐射剂量(550 rads两次,间隔5h),分析时间(6周)
阅读提示:Methods:Construction of bone marrow chimeric mice