肌炎中的病理性自身抗体内化

Pathological autoantibody internalisation in myositis

作者信息Iago Pinal-Fernandez, Sandra Muñoz-Braceras, Maria Casal-Dominguez, Katherine Pak, Jiram Torres-Ruiz, Jon Musai, Stefania Dell'Orso, Faiza Naz, Shamima Islam, Gustavo Gutierrez-Cruz, Maria Dolores Cano, Ana Matas-Garcia, Joan Padrosa, Ester Tobias-Baraja, Gloria Garrabou, Iban Aldecoa, Gerard Espinosa, Carmen Pilar Simeon-Aznar, Alfredo Guillen-Del-Castillo, Albert Gil-Vila, Ernesto Trallero-Araguás, Lisa Christopher-Stine, Thomas E Lloyd, Teerin Liewluck, Elie Naddaf, Werner Stenzel, Steven A Greenberg, Josep Maria Grau, Albert Selva-O'Callaghan, Jose Cesar Milisenda, Andrew Lee Mammen
PMID38902010
发布时间2024-10-21
DOI10.1136/ard-2024-225773

实验完整度

通过免疫荧光定位、大规模RNA测序、抗体电穿孔实验及体外细胞模型,结合多种自身抗体亚型,证实自身抗体内化及功能影响。

主要模型

肌炎患者肌肉活检 正常人骨骼肌成肌细胞 培养的肌管细胞

重点核对

抗体在肌纤维中的沉积模式(核/核仁/胞浆) RNA测序数据集的样本处理与差异表达分析 抗Mi2和抗PM/Scl特异性基因集在抗体电穿孔后的表达 IFNB1处理对肌细胞基因表达的影响 抗HMGCR患者肌肉活检中脂质积累的比例

摘要

目的:靶向细胞内蛋白的自身抗体在各种自身免疫性疾病中常见。在肌炎的背景下,由于假设自身抗体不能进入活的肌肉细胞,这些自身抗体的病理意义受到质疑。本研究旨在探讨这一假设的有效性。方法:采用共聚焦免疫荧光显微镜定位肌炎肌肉活检中的抗体和其他感兴趣的蛋白质。利用批量RNA测序检查669个样本的转录组谱,包括肌炎患者、疾病对照和健康对照。此外,通过电穿孔将肌炎患者的抗体导入培养的成肌细胞,并使用RNA测序分析其转录组谱。结果:在肌炎自身抗体患者中,抗体在与自身抗原相同的亚细胞区室内在肌纤维内积累。批量RNA测序显示,靶向转录调节因子的自身抗体患者的肌肉活检显示出与自身抗原功能障碍一致的转录组模式。例如,在识别核RNA外泌体复合物成分的抗PM/Scl自身抗体患者的肌肉活检中,观察到分歧转录本和长链非编码RNA的积累;这些RNA形式通常被核RNA外泌体复合物降解。将患者抗体导入培养的肌肉细胞重现了在人类疾病中观察到的转录组效应。进一步的支持证据表明,识别其他自身抗原的肌炎自身抗体也可能破坏其靶标的功能。结论:这项研究表明,在肌炎中,自身抗体被内化到活细胞中,引起与其自身抗原功能破坏一致的生物学效应。

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
验证肌炎自身抗体能否进入活细胞并对其靶抗原产生功能影响。
核心机制
自身抗体被内化到肌肉细胞中,与靶抗原共定位,干扰其正常功能(如Mi2/NuRD复合物抑制基因去抑制,核RNA外泌体复合物降解RNA功能受损)。
主要证据
免疫荧光显示抗体与自身抗原共定位;RNA测序显示特定基因集变化;将患者抗体电穿孔入肌细胞重现转录组效应;抗PM/Scl和抗Mi2组结果明显,其他组有支持性证据。
研究意义
颠覆了自身抗体不能进入活细胞的传统观点,提示自身抗体通过内化干扰靶抗原功能可能是肌炎发病机制,并可能扩展到其他自身免疫疾病。

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

抗体定位分析

确定自身抗体在肌纤维中的亚细胞分布是否与靶抗原一致。

使用共聚焦免疫荧光显微镜检测不同肌炎自身抗体阳性患者的肌肉活检中IgG的定位。

2

转录组分析

识别不同自身抗体亚型特异性基因表达模式。

对669个肌肉活检样本进行批量RNA测序,计算各组差异表达基因。

3

抗体电穿孔实验

验证纯化的患者抗体能否在培养的肌肉细胞中重现疾病相关的转录组变化。

将纯化的IgG电穿孔导入正常人类成肌细胞,24小时后收集RNA进行测序。

4

体外干扰素处理

确定IFNB1对肌细胞基因表达的影响,以解析IFN1诱导基因的来源。

用不同浓度的IFNA2a和IFNB1处理培养的成肌细胞,7天后收集RNA测序。

5

脂质积累分析

评估抗HMGCR患者肌肉活检中脂质积累情况。

复查肌肉活检切片,通过油红O染色评估脂质积累。

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
TRIzol试剂----
TruSeq链特异性mRNA文库制备试剂盒Illumina--
NEBNext Poly(A) mRNA磁力分离模块New England BioLabsE7490
Ultra™ II 定向RNA文库制备试剂盒New England BioLabsE7760
DMEM-F12培养基Lonza12-719F
马血清Gibco16050-122
胰岛素-转铁蛋白-硒Gibco41400-045
青霉素-链霉素-L-谷氨酰胺Gibco10378-016
干扰素α2aR&D11100-1
干扰素β1PeproTech300-02BC
蛋白G琼脂糖Millipore16-266
Amicon Pro纯化系统MilliporeACS500024
Amicon Ultra离心过滤器(30kDa)MilliporeUFC503024
P5原代细胞4D-Nucleofector™ X试剂盒LLonzaV4XP-5024
Hoechst 33258染料Abcamab228550
Prolong Diamond抗淬灭封片剂----
Leica玻片扫描仪SCN400FLeica--
Leica SP8共聚焦显微镜Leica--

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
肌肉活检样本
样本来源、疾病组和对照组的纳入标准、样本量(669例RNAseq),固定方法(未固定切片用于免疫荧光)
阅读提示:Methods: Patients, RNA sequencing
免疫荧光
一抗和二抗的类型及稀释度、切片厚度(10μm)、孵育时间和温度、Hoechst染料浓度(1:4000)、封片剂
阅读提示:Methods: Histopathology and immunofluorescence; Supplementary Table 2
批量RNA测序
RNA提取方法(TRIzol),文库制备试剂盒(TruSeq或NEBNext),测序平台,差异表达分析参数(q值<0.01)
阅读提示:Methods: RNA sequencing; Statistical and bioinformatic analysis
抗体电穿孔
IgG纯化方法(蛋白G琼脂糖和Amicon系统),电穿孔试剂盒(Lonza P5),电穿孔后培养时间(24小时),培养基(分化培养基)
阅读提示:Methods: Electroporation of antibodies into human muscle cells
干扰素处理
IFN浓度(100和1000 U/uL),处理时间(7天),细胞类型(正常人成肌细胞)
阅读提示:Methods: Culture ... and treatment with different types of interferon