Mrgprb2依赖性肥大细胞活化在急性结肠炎中发挥关键作用

Mrgprb2-dependent Mast Cell Activation Plays a Crucial Role in Acute Colitis

作者信息Samuel Van Remoortel, Lana Lambeets, Benedicte De Winter, Xinzhong Dong, Juan Pablo Rodriguez Ruiz, Samir Kumar-Singh, Sales Ibiza Martinez, Jean-Pierre Timmermans
PMID39179175
发布时间2024
DOI10.1016/j.jcmgh.2024.101391

实验完整度

研究包含Mrgprb2表达定位、SP诱导的离体脱颗粒功能验证、DSS结肠炎模型中的基因敲除表型分析、体内中性粒细胞募集实验、RNA测序及机制验证等多个独立证据层级。

主要模型

C57BL/6J野生型小鼠 Mrgprb2基因敲除小鼠 Mrgprb2-cretdTomato报告基因小鼠 DSS诱导的急性结肠炎模型

重点核对

小鼠品系及基因型:C57BL/6J野生型、Mrgprb2-/-、Mrgprb2-cretdTomato DSS处理:2% DSS溶于高压灭菌饮用水,自由饮用7天,随后3天恢复期 SP浓度:50 μM,用于离体结肠外植体培养和腹膜MC培养 PAMP9-20浓度:100 μM,用于体内腹膜注射 抗Ly6G抗体(克隆1A8)剂量:1.25 mg/ml,每只小鼠200 μl腹腔注射,于DSS处理第0、2、4、6、8天给药

摘要

背景与目的 肥大细胞(MCs)通常存在于黏膜表面,其免疫球蛋白E(IgE)依赖性活化在过敏性疾病中发挥核心作用。近年来,小鼠中Mas相关G蛋白偶联受体b2(Mrgprb2)和人类中MRGPRX2的信号传导作为一种具有高治疗潜力的替代性MC活化途径引起了广泛关注。本研究旨在探讨这种不依赖于IgE、由Mrgprb2介导的信号传导在健康和急性炎症小鼠结肠的结肠MC中的相关性。 方法 使用遗传标记策略结合先进的显微成像技术研究了Mrgprb2的表达和功能。此外,使用Mrgprb2基因敲除(Mrgprb2-/-)小鼠来确定该通路在临床前葡聚糖硫酸钠(DSS)结肠炎模型中的作用。 结果 我们发现Mrgprb2在小鼠远端结肠的结缔组织MC亚群中作为一种新型MC脱颗粒途径发挥作用。急性DSS结肠炎诱导了表达Mrgprb2的MCs显著增加,这些MCs与P物质阳性的神经纤维紧密相关。Mrgprb2介导的信号传导缺失损害了DSS诱导的中性粒细胞浸润,并显著影响了急性结肠炎的进展。 结论 我们的发现揭示了一种在小鼠结肠中新的、不依赖IgE的MC脱颗粒途径,该途径在急性结肠炎病理生理学中发挥核心作用,主要通过保障小鼠急性结肠炎的进展和严重程度。这种假过敏的、Mrgprb2诱导的信号传导是迄今未考虑的结肠神经免疫通路的一部分,可能对进一步开发针对胃肠道疾病(如溃疡性结肠炎)的有效治疗策略具有重大潜力。 关键词:结肠炎,不依赖IgE,Mas相关G蛋白偶联受体,肥大细胞

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
探索Mrgprb2介导的不依赖IgE的肥大细胞活化在健康和急性炎症小鼠结肠中的相关性。
核心机制
P物质(SP)通过Mrgprb2激活结肠结缔组织肥大细胞,导致脱颗粒并释放细胞因子和趋化因子,进而招募中性粒细胞,形成SP-Mrgprb2神经免疫轴,在急性DSS结肠炎中发挥保护作用。
主要证据
Mrgprb2缺失导致DSS诱导的结肠炎加重,表现为体重下降更明显、结肠缩短、组织损伤评分增加、促炎细胞因子(Il1β、Tnf-α、Il6)表达上调。同时,Mrgprb2缺失导致中性粒细胞浸润减少,并伴随巨噬细胞异常增多和组织重塑。
研究意义
本研究揭示了结肠中一个新的神经免疫通路,为理解溃疡性结肠炎等胃肠道疾病的病理生理学提供了新视角,并可能为开发针对MRGPRX2信号的治疗策略提供潜在靶点。

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

Mrgprb2在结肠肥大细胞中的表达定位与亚型鉴定

确定Mrgprb2是否在小鼠结肠肥大细胞中表达,并鉴定其表达的肥大细胞亚型。

利用qPCR和原位杂交(RNAscope)检测Mrgprb2 mRNA在皮肤和结肠中的表达。利用Mrgprb2-cretdTomato报告小鼠,通过共染色Mcpt1(黏膜肥大细胞标志物)和Mcpt6(结缔组织肥大细胞标志物)确定Mrgprb2表达的细胞亚型。

2

SP-Mrgprb2信号轴的功能验证

验证P物质能否通过Mrgprb2诱导结肠肥大细胞脱颗粒。

在离体(亚)黏膜制备物中,用Avidin-FITC标记肥大细胞颗粒,加入SP(50 μM)或对照,通过成像评估脱颗粒。同时检测SP刺激后结肠外植体培养物中肥大细胞蛋白酶Mcpt6的释放量。

3

DSS诱导的急性结肠炎对SP-Mrgprb2轴的影响

评估在病理条件下(急性DSS结肠炎)SP-Mrgprb2信号轴是否受到影响。

对Mrgprb2-cretdTomato小鼠给予2% DSS 7天诱导急性结肠炎,随后检测结肠Mrgprb2 mRNA表达、Mrgprb2+肥大细胞数量、SP表达和释放。

4

Mrgprb2缺失对DSS结肠炎进展的影响

确定Mrgprb2信号在急性DSS结肠炎病理生理学中的直接作用。

比较DSS处理后的野生型(WT)和Mrgprb2-/-小鼠的结肠炎进展,包括体重变化、结肠长度、组织学损伤评分、促炎细胞因子表达和MPO活性。

5

Mrgprb2信号对中性粒细胞募集的影响

探究Mrgprb2介导的肥大细胞活化是否驱动中性粒细胞募集及其机制。

通过流式细胞术检测DSS处理后WT和Mrgprb2-/-小鼠结肠中中性粒细胞(CD45+CD11b+Ly6G+)数量。进行体内腹膜中性粒细胞募集实验(注射Mrgprb2配体PAMP9-20)。用SP刺激腹膜肥大细胞(PMC)培养物,检测中性粒细胞招募趋化因子(Cxcl1、Cxcl2)表达。

6

Mrgprb2缺失导致结肠炎恶化的机制探究

阐明Mrgprb2缺失导致结肠炎加重和中性粒细胞浸润受损的潜在机制。

对DSS处理的WT和Mrgprb2-/-小鼠结肠进行bulk RNA测序,并通过GO分析、免疫组化(Iba-1、CD68、CD31)和组织学染色(Trichrome Masson)验证差异表达基因和通路,重点关注巨噬细胞活化和组织重塑。

7

中性粒细胞耗竭对结肠炎中巨噬细胞的影响

验证中性粒细胞浸润受损是否导致DSS结肠炎中巨噬细胞异常增多。

在DSS处理期间,对WT小鼠注射抗Ly6G抗体或同型对照抗体,通过流式细胞术分析结肠中中性粒细胞和巨噬细胞(CD45+CD11b+Ly6g-CD64+Ly6c-MHCII+)的数量。

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
c-Kit (CD117) 抗体R&DAF1356
Mcpt1 (糜酶) 抗体R&DAF5146
Mcpt6 (类胰蛋白酶) 抗体R&DMAB3736
P物质抗体Abcamab10353
CD31/PECAM1 抗体Abcamab56299
Iba-1 抗体WAKO019-19741
CD68 抗体Bio-RadMCA1957
驴抗山羊FITC二抗Jackson705-095-003
驴抗绵羊Cy5二抗Jackson713-175-147
驴抗大鼠FITC二抗Jackson712-095-153
驴抗豚鼠FITC二抗Jackson706-095-148
驴抗大鼠Cy3二抗Jackson712-165-153
驴抗兔Cy3二抗Jackson711-165-152
CD45 (30-F11) 抗体eBioscience47-0451-82
CD11b (M1/70) 抗体BioLegend101215
Ly6G (IA8) 抗体BioLegend127625
CD64 (X54-5/7.1) 抗体BioLegend139311
Ly6c (HK1.4) 抗体BioLegend128015
MHCII (M5/114.15.2) 抗体BioLegend107631
RNAScope 2.5 HD RED平台Advanced Cell Diagnostics--
亲和素-FITCMerck-Millipore--
P物质Tocris--
Tpsb2/Mcpt6 ELISA试剂盒Cusa Bio--
P物质ELISA试剂盒Cayman Chemical--
PAMP9-20GenScript--
重组小鼠IL-3----
干细胞因子----
Nucleospin RNA提取试剂盒Macherey-Nagel--
安捷伦生物分析仪2100Agilent Technologies--
iScript cDNA合成试剂盒Bio-Rad Laboratories--
SSO Advanced Universal SYBR Green SupermixBio-Rad Laboratories--
FastDNA粪便DNA提取试剂盒MP Biomedicals--
Qubit dsDNA HS检测试剂盒ThermoFisher Scientific--
Qubit 4.0荧光计ThermoFisher Scientific--
2x KAPA HiFi Hot Start Ready MixRoche--
Nextera XT试剂盒Illumina Inc--
MiSeq测序仪Illumina Inc--
抗Ly6G单克隆抗体1A8Bio X CellBE0075-1
同型对照抗体Bio X CellBE0089
十六烷基三甲基溴化铵----
邻联茴香胺----
Spectronic Genesys 5分光光度计----
QuantSeq 3' mRNA-Seq文库制备试剂盒 FWDLexogen--
Illumina NextSeq 500/550 High Output v2.5试剂盒Illumina--

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、基因型、年龄、性别、饲养条件
阅读提示:Methods - Mice
DSS结肠炎诱导
DSS浓度(2%)、处理时间(7天)、恢复期(3天)、给药方式(自由饮用)
阅读提示:Methods - DSS Colitis
SP-Mrgprb2功能验证
SP浓度(50 μM)、刺激时间(35分钟/1小时)、外植体制备方法
阅读提示:Methods - Ex Vivo MC Degranulation Assay, Measurements of Protein Released From Colonic Explant Tissue
中性粒细胞募集实验
PAMP9-20浓度(100 μM)、腹腔注射后检测时间(6小时)
阅读提示:Methods - In vivo Mrgprb2-mediated Peritoneal Neutrophil Recruitment
流式细胞术
细胞消化方法、抗体组合、中性粒细胞和巨噬细胞门控策略
阅读提示:Methods - Flow Cytometry on Colon Lamina Propria, Neutrophil Depletion