阻断IL-17a信号减轻实验性支气管肺发育不良中的肺部炎症并改善肺泡化

Blocking IL-17a Signaling Decreases Lung Inflammation and Improves Alveolarization in Experimental Bronchopulmonary Dysplasia

作者信息Meagan Goates, Amrit Shrestha, Shyam Thapa, Matthew Bettini, Roberto Barrios, Binoy Shivanna
PMID39117111
发布时间2024-11
DOI10.1016/j.ajpath.2024.07.011

实验完整度

高

包含ELISA、流式细胞术、形态学分析、免疫印迹等体外和体内实验,并进行了IL-17a中和抗体干预验证,涵盖了细胞来源、炎症、肺泡化、增殖和凋亡等多方面验证。

主要模型

C57BL/6J野生型新生小鼠LPS诱导的支气管肺发育不良模型

重点核对

LPS给药剂量:6 mg/kg/次,腹腔注射,于P3-P5 IL-17a中和抗体给药剂量:7.5 mg/kg,腹腔注射,于P3-P6和P10 肺泡化评估:P14,平均线性截距(MLI) 炎症标志物评估:P6,免疫印迹和ELISA 样本量:每组3-6只,实验至少重复一次

摘要

支气管肺发育不良(BPD)是早产儿最常见的慢性肺部疾病,与终身发病率相关。炎症损伤参与BPD的发病机制。尽管促炎细胞因子IL-17a在多种新生儿炎症性疾病中发挥作用,但其在BPD发病机制中的作用尚不清楚。为了验证阻断IL-17a信号可减轻新生小鼠脂多糖(LPS)介导的实验性BPD这一假设,在囊状肺发育阶段,向野生型小鼠腹腔注射磷酸盐缓冲液或LPS。通过酶联免疫吸附试验和流式细胞术测定肺部IL-17a表达。注射LPS的小鼠肺部IL-17a蛋白水平以及IL-17a+和IL-22+细胞更高。γδ T细胞,其次是非T淋巴样细胞,是IL-17a的主要生产者。然后,在用磷酸盐缓冲液或LPS处理的同时,向野生型小鼠腹腔注射同型抗体(Ab)或IL-17a抗体,随后量化肺部炎症标志物、肺泡化、血管化、细胞增殖和凋亡。与接受IL-17a抗体治疗的小鼠相比,接受同型抗体治疗的小鼠中,LPS介导的肺泡简化、凋亡和细胞增殖抑制显著更严重。此外,与接受IL-17a抗体治疗的小鼠相比,接受同型抗体治疗的LPS暴露小鼠中,STAT1活化和IL-6水平显著更高。研究结果表明,阻断IL-17a信号可减轻LPS介导的实验性BPD。

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
IL-17a在LPS诱导的实验性BPD中的作用及其机制是什么?
核心机制
阻断IL-17a信号可降低LPS诱导的STAT1激活和IL-6水平,减少炎症和细胞凋亡,促进细胞增殖和肺泡化。
主要证据
LPS暴露的新生小鼠肺组织IL-17a蛋白和IL-17a+细胞增加,主要来源于γδ T细胞;IL-17a中和抗体处理可改善肺泡化,降低STAT1和IL-6水平,减少凋亡并增加增殖。
研究意义
研究表明IL-17a在BPD发病机制中可能发挥重要作用,并可能成为以炎症表型为主的BPD婴儿的潜在治疗靶点。

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LPS诱导的BPD小鼠模型

模拟早产儿产后炎症损伤,建立实验性BPD模型。

新生C57BL/6J野生型小鼠在出生后第3至5天(P3-P5)腹腔注射LPS(6 mg/kg/次)或PBS对照。

2

检测肺组织IL-17a表达

确认LPS是否增加肺组织IL-17a蛋白水平及IL-17a+细胞。

在P6收集肺组织,制备单细胞悬液,通过ELISA检测IL-17a蛋白水平,并通过流式细胞术检测IL-17a+细胞比例及免疫细胞亚群。

3

鉴定IL-17a产生细胞类型

确定在LPS模型中IL-17a主要由哪种细胞产生。

通过流式细胞术分析不同免疫细胞标记(CD4、CD8、NK1.1、CD127、γδTCR)与IL-17a共表达情况,并检测IL-22产生细胞。

4

IL-17a中和抗体干预

验证阻断IL-17a信号是否减轻BPD相关病理改变。

LPS处理同时,腹腔注射IL-17a中和抗体或同型对照抗体(7.5 mg/kg)于P3-P6和P10,然后评估死亡率、肺泡化、肺血管化、炎症标志物、细胞增殖和凋亡。

5

统计分析

确定组间差异的统计学显著性。

使用GraphPad Prism软件进行数据分析,采用t检验、U检验、log-rank检验和双因素方差分析。

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
脂多糖Sigma-AldrichL2880
Ultra-LEAF纯化抗小鼠IL-17a抗体BioLegend507006
Ultra-LEAF纯化同型对照抗体BioLegend400432
小鼠IL-17a ELISA试剂盒R&D SystemsM1700
小鼠IL-1β ELISA试剂盒R&D SystemsMLB00C
小鼠IL-6 ELISA试剂盒R&D SystemsM6000B
I型胶原酶Thermo Fisher Scientific17-100-017
脱氧核糖核酸酶IThermo Fisher ScientificNC0947151
PMA/离子霉素混合物BioLegend423302
布雷菲德菌素ABioLegend420601
RIPA裂解液Santa Cruz Biotechnologysc-24948
Zombie Aqua死活染料BioLegend423102
抗CD45抗体BioLegend103154
抗CD4抗体BioLegend100408
抗CD8a抗体BD Bioscience563786
抗CD8a抗体BioLegend100723
抗TCRβ抗体BioLegend109241
抗TCRγδ抗体BioLegend118120
抗NK1.1抗体Thermo Fisher Scientific368-5941-80
抗CD127抗体BioLegend135014
抗IL-17a抗体BioLegend506916
抗IL-22抗体Thermo Fisher Scientific46-7222-80
Fc受体阻断剂BioLegend156604
BD Symphony A5流式细胞仪BD Biosciences--
FlowJo软件BD Biosciences--
抗CD31抗体Abcamab28364
Image J软件NIH--
抗Ki-67抗体Abcamab15580
生物素化抗兔二抗Vector Laboratories--
辣根过氧化物酶Vector LaboratoriesPK-6100
抗β-actin抗体Santa Cruz Biotechnologysc-47778
抗裂解caspase 3抗体Millipore SigmaAB3623
抗STAT1抗体Cell Signaling Technology9172
抗磷酸化STAT1(Ser727)抗体Cell Signaling Technology9177
抗STAT3抗体Cell Signaling Technology12640
抗磷酸化STAT3(Tyr705)抗体Cell Signaling Technology9145
抗STAT6抗体Cell Signaling Technology9362
抗磷酸化STAT6(Tyr641)抗体Cell Signaling Technology56554
Image Lab软件Bio-Rad Laboratories, Inc.--
ChemiDoc Touch成像系统Bio-Rad Laboratories, Inc.--
GraphPad Prism软件GraphPad Software--

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
LPS处理
LPS剂量:6 mg/kg/次;给药途径:腹腔注射;给药时间:P3-P5(根据原文,P3-P5,每日一次)
阅读提示:Methods: LPS Treatment
IL-17a中和抗体处理
抗体剂量:7.5 mg/kg;给药途径:腹腔注射;给药时间:P3-P6和P10;对照:同型对照抗体
阅读提示:Methods: Neutralizing IL-17a Ab Treatment
肺组织形态学分析
固定:10%福尔马林,压力25 cmH2O,至少10分钟;检测指标:MLI、CD31面积;样本量:每组3-4只
阅读提示:Methods: Analysis of Alveolarization and Lung Angiogenesis
免疫印迹分析
蛋白提取时间:P6;抗体信息及稀释度;内参:β-actin
阅读提示:Methods: Immunoblotting
流式细胞术分析
刺激:PMA/Ionomycin和Brefeldin A;染色抗体及稀释度;数据获取和分析软件
阅读提示:Methods: Flow Cytometry Studies