耐受性肺同种异体移植物微环境抑制小鼠呼吸道病毒感染后的致病性组织重塑

Tolerogenic lung allograft microenvironment suppresses pathogenic tissue remodeling following respiratory virus infection in mice

作者信息Ítalo de Araújo Castro, Yuriko Terada, Yuhei Yokoyama, Amit I Bery, Wenjun Li, Junedh M Amrute, Charles R Liu, Yun Zhu Bai, Victoria Gnazzo, Hēth R Turnquist, Kory J Lavine, Alexander S Krupnick, Andrew E Gelman, Jon H Ritter, Joshua A Blatter, David Wang, Carolina B López, Daniel Kreisel
PMID40865875
发布时间2025-12
DOI10.1016/j.ajt.2025.08.021

实验完整度

包含体内移植模型(同种异体与同基因)、病毒活体感染、组织学与免疫染色、流式细胞术、单核RNA测序及基因表达分析等多层级验证。

主要模型

Balb/c→B6肺移植耐受模型(围手术期共刺激阻断) B6→B6同基因肺移植模型 SeV-52感染小鼠模型 IAV感染小鼠模型

重点核对

移植后感染时间≥30天,SeV-52剂量5×10^4 TCID50,IAV剂量40 TCID50,鼻内接种 急性期(7 dpi)和慢性期(49 dpi)两个时间点分析 耐受诱导方案:抗CD40L(MR-1, 250 μg, 第0天)和CTLA4-Ig(200 μg, 第2天)腹腔注射 BALT面积、Foxp3+细胞数量、Krt5+和Krt8+面积、Areg+Foxp3+细胞数量等检测指标 使用Foxp3-YFP-Cre Aregfl/fl小鼠评估Foxp3+细胞来源双调蛋白的作用

摘要

肺移植后的耐受性与富含Foxp3+调节性T细胞的支气管相关淋巴组织的诱导有关,该组织可抑制局部和全身的同种异体免疫反应。这种耐受性移植物环境如何影响呼吸道病毒感染(已知的导致肺移植术后不良结局的因素)的反应,仍不清楚。利用季节性流行的副流感病毒的小鼠模型,我们发现耐受性肺同种异体移植物的急性感染导致支气管相关淋巴组织的大小和移植物驻留的Foxp3+细胞丰度暂时减少,但不会引发排斥反应。在晚期,与感染的天然肺或同基因移植物相比,耐受性同种异体移植物中严重的副流感病毒感染的典型病理慢性2型炎症反应减少,Krt5+和Krt8+病变也减少。耐受性同种异体移植物中这种发育不良的肺泡再生的减少与表达双调蛋白的Foxp3+细胞的增加有关。此外,当受体Foxp3+细胞缺乏双调蛋白时,肺同种异体移植物中的II型肺泡上皮细胞上调了与损伤相关的基因。这些发现为耐受性肺同种异体移植物中建立的免疫通路除了预防排斥外,还能在临床上相关的呼吸道病毒感染后防止异常组织修复提供了新的见解。

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
耐受性肺同种异体移植物中富含Foxp3+调节性T细胞的支气管相关淋巴组织如何影响对呼吸道病毒感染的免疫和组织修复反应?
核心机制
耐受性肺移植物中BALT驻留的Foxp3+调节性T细胞通过产生双调蛋白,抑制病毒感染后的慢性2型炎症和Krt5+基底细胞/Krt8+过渡细胞的异常扩增,从而发挥组织保护作用,该过程可能涉及对II型肺泡上皮细胞命运和损伤相关基因表达的调控。
主要证据
SeV感染耐受性同种异体移植物在49 dpi时较天然肺或同基因移植物表现出更低的慢性炎症、Krt5+/Krt8+面积和更多的Areg+Foxp3+细胞;相关性分析显示Areg+Foxp3+细胞数与Krt5+/Krt8+面积负相关;单核RNA测序数据提示Foxp3+细胞来源的Areg影响II型肺泡上皮细胞亚型分布。
研究意义
该研究揭示了耐受性肺移植物中已建立的免疫通路在预防排斥之外,还能保护机体免受临床相关呼吸道病毒感染后的异常组织修复,提示诱导和维持耐受性BALT可能是一种潜在的治疗策略。

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

建立肺移植耐受模型

建立具有耐受性的肺同种异体移植物模型,为后续病毒感染实验提供平台。

将Balb/c左肺移植到经共刺激阻断(抗CD40L和CTLA4-Ig)处理的B6受体中,形成耐受性同种异体移植物;同时建立B6→B6同基因移植模型作为对照。

2

病毒感染及急性期分析

评估SeV感染对耐受性移植物急性期免疫应答和病理变化的影响。

对移植受体进行SeV-52或PBS(mock)鼻内接种,在7 dpi分析病毒分布(SeV NP染色)、组织病理、BALT面积、Foxp3+细胞丰度及T细胞记忆表型。

3

慢性期疾病进展评估

比较耐受性移植物与天然肺及同基因移植物在病毒感染后慢性期的炎症和病理变化。

在49 dpi分析组织学(H&E、PAS)、BALT恢复、慢性炎症指标(Arg1、Chil3、Muc5ac)的表达以及排斥反应分级。

4

评估组织重塑和相关细胞

检测病毒后肺部的致病性组织重塑,并探究调节性T细胞及其双调蛋白表达与这种重塑的关系。

通过免疫荧光染色检测Krt5+和Krt8+细胞面积,以及Areg+、Foxp3+、Areg+Foxp3+细胞数量,并进行相关性分析。

5

验证Foxp3+细胞来源双调蛋白的作用

明确Foxp3+细胞产生的双调蛋白对肺泡上皮细胞命运和移植物组织修复的影响。

利用Foxp3-YFP-Cre Aregfl/fl小鼠(Foxp3+细胞敲除Areg)和对照Foxp3-YFP-Cre小鼠作为移植受体,通过单核RNA测序分析移植后14天移植物内II型肺泡上皮细胞的转录状态和亚型分布。

6

同基因移植对照实验

排除移植手术本身对病毒感染后组织重塑的影响,支持耐受性免疫环境的作用。

进行B6→B6同基因肺移植,感染SeV或mock,在49 dpi评估体重、组织病理、Krt5+/Krt8+面积。

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
抗CD40配体(MR-1)BioXCell--
CTLA4-IgBioXCell--
鸡胚Charles River--
伊红----
蔡司AxioScan 7Zeiss--
QuPath----
抗仙台病毒核衣壳蛋白抗体----
抗小鼠角蛋白5抗体BioLegend--
抗小鼠Krt8抗体(TROMA-I)Developmental Studies Hybridoma Bank--
抗小鼠双调蛋白抗体BiossBS-3847R
抗小鼠Foxp3抗体eBioscience--
抗小鼠CD8a抗体Thermo Fisher--
抗CD103抗体Abcam--
Hoechst染料Thermo Fisher--
True BlackBiotium--
蔡司Axio Observer宽场荧光显微镜Zeiss--
ZEN blue v.3.3软件Zeiss--
TRIzol试剂Thermo Fisher--
Qiagen RNeasy Mini试剂盒QIAGEN--
FACScan流式细胞仪BD Biosciences--
Attune NxT声聚焦流式细胞仪Thermo Fisher--
FlowJo 10.9版软件FlowJo--
GraphPad Prism 10.2.0软件GraphPad--

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
肺移植与耐受诱导
小鼠品系、年龄、性别,供受体组合,共刺激阻断剂量及给药时间
阅读提示:见2.1节
病毒感染
病毒株及剂量,接种体积和途径,移植后感染时间
阅读提示:见2.1节及图1A图注
组织病理学分析
评分项目和标准,BALT面积测量方法
阅读提示:见2.2节及图1、3图注
免疫染色
抗体验证、稀释比例、抗原修复条件、成像和分析参数
阅读提示:见2.3节及图4图注
流式细胞术
组织消化方案、抗体克隆号及稀释度、门控策略
阅读提示:见2.5节及图2图注
单核RNA测序
数据处理流程、参数、批次效应处理
阅读提示:见2.6节及图5图注