小鼠干眼模型结膜中T细胞受体库分析

T-Cell Repertoire Analysis in the Conjunctiva of Murine Dry Eye Model

作者信息Xiaorui Bao, Yanlin Zhong, Chunyan Yang, Yujie Chen, Yi Han, Xiang Lin, Caihong Huang, Kejia Wang, Zuguo Liu, Cheng Li
PMID36877515
发布时间2023-03-01
DOI10.1167/iovs.64.3.14

实验完整度

包含动物模型、流式细胞术、免疫组化、高通量测序等多层级实验,并进行了功能验证(糖皮质激素干预)和机制验证(TCR多样性分析)。

主要模型

干燥应激(DS)小鼠模型(C57BL/6雌性小鼠) 小鼠结膜和颈淋巴结样本

重点核对

小鼠品系:C57BL/6,雌性,8-12周龄 干燥应激环境:湿度<25%,温度23°C±2°C,持续7天 scopolamine hydrobromide注射:0.5 mg/0.2 mL,皮下注射,每日三次 地塞米松给药:局部滴眼,每日三次,持续一周 测序平台:Illumina HiSeq X Ten

摘要

目的:干眼与免疫细胞,尤其是T细胞的活化和增殖密切相关。然而,判定优势T细胞克隆型在技术上具有挑战性。本研究旨在探讨干眼过程中结膜T细胞受体(TCR)库的特征。方法:采用C57/BL6小鼠(8-10周,雌性)建立干燥应激动物模型。应激刺激7天后,使用裂隙灯图像和Oregon-green-dextran染色评估眼表损伤。使用高碘酸-雪夫染色测量杯状细胞数量。使用流式细胞术检测结膜和颈淋巴结中T细胞的活化和增殖。使用下一代测序检测结膜的αβ TCR库。结果:干眼组的αβ TCR多样性显著增加,包括更长的CDR3氨基酸长度、TCR V和J基因片段的显著基因使用、广泛的V(D)J重组和独特的CDR3 aa基序。更重要的是,在干眼中独特地鉴定出几种T细胞克隆型。此外,这些扰动的重排在糖皮质激素给药后得到逆转。结论:对干眼小鼠模型结膜中的αβ TCR库进行了全面分析。本研究的数据通过展示TCR基因分布和疾病特异性TCR特征,对干眼发病机制的研究做出了重要贡献。本研究进一步为未来的研究提供了一些潜在的预测性T细胞生物标志物。关键词:结膜,干眼,TCR库

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
干眼过程中结膜αβ TCR库的特征是什么?
核心机制
干眼状态下TCR库多样性增加,具体表现为CDR3氨基酸长度增长、特定V和J基因使用频率改变、V(D)J重组增加,并出现疾病特异性克隆型;糖皮质激素可逆转这些异常变化。
主要证据
通过干燥应激小鼠模型,结合流式细胞术检测T细胞活化,利用高通量测序分析αβ TCR库,发现干眼组TCR多样性显著增加,且糖皮质激素处理后异常克隆型减少。
研究意义
研究提供了干眼发病机制中TCR基因分布和疾病特异性TCR特征,为未来干眼早期诊断和T细胞生物标志物研究奠定了基础。

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

建立干燥应激小鼠模型

模拟干眼病理状态,用于后续免疫和TCR分析。

将雌性C57BL/6小鼠置于干燥环境并注射scopolamine氢溴酸盐,7天后评估眼表损伤。

2

眼表损伤评估

验证干眼模型是否建立成功。

采用裂隙灯成像、OGD染色、酚红棉线试验和PAS染色分别评估角膜上皮损伤、泪液分泌和杯状细胞密度。

3

T细胞活化检测

确认干眼模型中T细胞是否活化。

通过流式细胞术检测结膜和颈淋巴结中CD3+、CD4+ T细胞比例及活化标志物CD69。

4

TCR库测序与分析

比较干眼组与对照组结膜αβ TCR库的差异。

提取结膜RNA,进行TCR α和β链CDR3区域扩增和高通量测序,分析多样性、基因使用和克隆型。

5

糖皮质激素干预

验证糖皮质激素能否逆转干眼引起的TCR库异常。

对干眼模型小鼠局部使用地塞米松,7天后再次评估眼表指标和TCR库。

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
Oregon-green-dextranInvitrogenD7173
PAS染色试剂盒Sigma-Aldrich395B-1KT
IV型胶原酶Sigma-AldrichC5138
CD16/32抗体BD Biosciences553142
可固定活力染料eFluor 780Invitrogen65-0865-14
CytoFlex S流式细胞仪Beckman Coulter--
抗MMP3抗体Santa Cruz Biotechnologysc-6839
抗MMP9抗体GeneTexGTX100458
Alexa Fluor 488驴抗小鼠抗体InvitrogenM31500
抗CD3抗体Abcamab5690
DAB显色底物Abcamab64261
RNeasy小型试剂盒Qiagen74104
反转录试剂盒TakaraRR047A

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
动物模型
小鼠品系:C57BL/6,雌性,8-12周龄;环境湿度<25%,温度23°C±2°C;scopolamine氢溴酸盐0.5 mg/0.2 mL皮下注射每日三次;持续7天
阅读提示:参见Methods中的Animals和Murine Dry Eye Model部分
眼表评估
OGD染色浓度和体积;PAS染色步骤;酚红棉线试验时间
阅读提示:参见Methods中的Oregon-Green-Dextran Staining、Tear Secretion Test和Goblet Cell Density部分
流式细胞术
抗体浓度和克隆号;胶原酶消化时间和温度;细胞过滤;Fc受体阻断
阅读提示:参见Methods中的Flow Cytometric Immunophenotyping部分
TCR测序
RNA提取方法;CDR3库构建方法;测序平台;生物信息学分析方法(IMGT、BLAST)
阅读提示:参见Methods中的RNA Extraction、αβ TCR Repertoire Amplification和Analysis of High-Throughput Sequencing Data部分
糖皮质激素干预
地塞米松给药方式、剂量和频率;治疗时间
阅读提示:参见Results中Glucocorticoids Improved the Inflationary TCR Repertoire部分