髓系细胞粘附分子1(CADM1)促进人炎症性肠病中的促炎信号传导

Myeloid Cell Adhesion Molecule 1 (CADM1) Promotes Proinflammatory Signaling in Human Inflammatory Bowel Diseases

作者信息Kimberly C Darlington, Alexandria J Shumway, Chandan Sona, Zena Khaled, Erin C Steinbach, Yasuhiro Kikuchi, Si Fan, Valerie Gartner, Katelyn M Clough, Nina C Nishiyama, Meaghan Kennedy Ng, Nathan VanLandingham, Matthew R Schaner, Sophie Silverstein, Gwen Lau, Grace Lian, Benjamin Huan, Lee-Ching Zhu, Surekha Bantumilli, Brady Furey, Ezan A Chaudhry, Muneera R Kapadia, Timothy S Sadiq, Edward L Barnes, Michael T Shanahan, Reza Rahbar, Barbara J Vilen, Xinyun Bi, Huidong Chen, Dhawal Jain, Muzaffar Akram, Jamie Wong, Maloy Mangada, Gerard Bain, Máté Levente Nagy, Monirath Hav, Akihiko Ito, Xin Yan, Masanobu Komatsu, Ayesh Awad, Terrence S Furey, Praveen Sethupathy, Matthew N Poy, Shehzad Z Sheikh
PMID40882838
发布时间2025-08-27
DOI10.1016/j.jcmgh.2025.101618

实验完整度

研究包含人结肠组织小RNA/RNA-seq、空间转录组/蛋白质组、原代细胞功能实验、髓系条件敲除小鼠及抗体干预等多个独立证据层级,并进行了功能与机制验证。

主要模型

溃疡性结肠炎患者结肠组织 LysM(Cre/+)Cadm1(fl/fl)条件敲除小鼠 DSS诱导结肠炎小鼠模型 TNBS诱导结肠炎小鼠模型

重点核对

溃疡性结肠炎患者与NIBD对照的结肠组织和血清样本 LysM(Cre/+)Cadm1(fl/fl)小鼠及同窝对照Cadm1(+/+)小鼠 DSS(2.5% 饮用水,8天)和TNBS(3.5% 直肠内给药)诱导结肠炎 抗Cadm1单克隆抗体(clone 9D2)腹腔注射,1 μg/g体重 重组sCADM1处理人LPMCs,检测STAT3 Y705磷酸化

摘要

背景与目的:细胞毒性T细胞被认为可能促进炎症性肠病(IBD)中肠上皮的破坏。与非IBD(NIBD)患者相比,IBD患者结肠中编码可与T细胞受体CRTAM结合的膜粘附蛋白的CADM1显著上调。方法:我们对IBD和NIBD对照患者的结肠组织进行了全面的小RNA和RNA分析,并表征了从这些患者分离的固有层单个核细胞中血清裂解的CADM1胞外域(sCADM1)的功能。最后,开发了一种条件性功能缺失小鼠,以评估化学诱导结肠炎期间髓系区室中Cadm1的功能。结果:我们确定了IBD患者结肠中多个免疫细胞簇(包括巨噬细胞和树突状细胞)中CADM1的富集。与NIBD患者相比,溃疡性结肠炎患者结肠中CD8+ T细胞邻近的CADM1+髓系细胞数量增加。髓系细胞中Cadm1的条件性缺失导致活化T细胞群数量减少,并保护小鼠免受化学诱导的结肠炎。同样,给予结合其胞外域的Cadm1“中和”抗体,在诱导小鼠结肠炎后减少了组织炎症以及肠上皮和隐窝的破坏。最后,与NIBD对照组相比,IBD患者血清sCADM1水平升高,重组sCADM1处理固有层单个核细胞可增强炎症性STAT3磷酸化。结论:CADM1是结肠促炎信号级联的介质,也是IBD的潜在治疗靶点。

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
CADM1在炎症性肠病的肠道炎症中是否发挥作用以及其潜在机制。
核心机制
髓系细胞上的CADM1与CD8+ T细胞上的CRTAM受体相互作用,促进T细胞活化和细胞毒性,从而驱动肠道炎症和上皮损伤;可溶性sCADM1通过增强STAT3磷酸化促进促炎信号。
主要证据
人结肠组织分析显示CADM1在髓系细胞中高表达并与CD8+ T细胞邻近;髓系特异性Cadm1敲除或抗体阻断可减轻小鼠结肠炎;rsCADM1处理人LPMCs增强STAT3磷酸化。
研究意义
CADM1是IBD的潜在治疗靶点,血清sCADM1可能作为识别活动性肠道炎症的生物标志物。

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

小RNA测序与靶基因鉴定

鉴定UC患者结肠中差异表达的miRNA及其靶基因,探索CADM1作为miR-375靶点的临床相关性。

对UC患者(n=43)炎症与非炎症结肠组织和NIBD患者(n=16)结肠组织进行小RNA测序,分析miRNA表达谱;结合后续RNA-seq验证CADM1表达与miR-375相关性。

2

空间表型与转录组分析

研究CADM1在IBD结肠组织中的细胞定位及免疫细胞空间关系。

使用MIBI-ToF对UC患者配对炎症/非炎症组织进行多重蛋白成像;使用nanoString GeoMx平台进行空间转录组和蛋白组分析;使用公开单细胞RNA-seq数据集分析CADM1和CRTAM表达。

3

免疫组化验证细胞邻近性

验证UC患者结肠组织中CADM1+髓系细胞与CD8+ T细胞的邻近关系。

对UC(n=4)和NIBD(n=4)患者结肠组织进行免疫染色,定量CADM1+CD11c+细胞和邻近CD8+ T细胞的数量及CADM1表达强度。

4

髓系特异性Cadm1敲除小鼠DSS结肠炎模型

评估髓系细胞Cadm1缺失对DSS诱导结肠炎的抑制作用及其对T细胞活化的影响。

利用LysM(Cre/+)Cadm1(fl/fl)小鼠及同窝对照,给予2.5% DSS饮水8天诱导结肠炎,评估DAI评分、结肠长度、组织学损伤及T细胞活化标志。

5

抗Cadm1抗体治疗TNBS结肠炎模型

验证抗Cadm1单克隆抗体对TNBS诱导结肠炎的保护作用。

C57BL/6J小鼠在TNBS处理期间接受抗Cadm1 mAb或PBS腹腔注射,评估DAI评分、体重变化、结肠长度和组织学损伤。

6

血清sCADM1水平检测

检测IBD患者血清sCADM1水平是否升高。

通过ELISA检测UC和CD患者及NIBD对照血清sCADM1浓度。

7

重组sCADM1处理人LPMCs

验证sCADM1是否促进人结肠LPMCs的STAT3磷酸化和炎症反应。

分离UC和NIBD患者结肠LPMCs,用rsCADM1单独或联合IL-6处理,Western blot检测STAT3磷酸化和IL-1β水平。

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文中未明确说明--
总RNA纯化试剂盒Norgen Biotek--
TruSeq小RNA样本制备试剂盒Illumina--
DSS(结肠炎级)MP Biomedicals160110
抗CADM1单克隆抗体(克隆9D2)MBLCM005-3
蛋白酶抑制剂混合物Sigma-AldrichP8340
磷酸酶抑制剂混合物Sigma-AldrichP0044
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23228
抗CADM1抗体MBLCM004
抗IL-1β抗体Proteintech26048-1-AP
抗Actin抗体Proteintech60008-1
抗pSTAT3 (Tyr705)抗体Cell Signaling Technology9145
抗STAT3抗体Cell Signaling Technology9139
抗兔IgG-HRPGenesee Scientific20-303
抗鼠IgG-HRPGenesee Scientific20-304
抗鸡IgY-HRPThermo Fisher ScientificA16054
Clarity Western ECL底物Bio-Rad1705061
抗CD8 alpha抗体(克隆C8/144B)Thermo Fisher ScientificMA5-13473
抗CADM1抗体MBLCM004-3
抗CD11c抗体Proteintech17342-1-AP
抗兔IgG Alexa Fluor 647Thermo Fisher ScientificA21244
抗鸡IgY Alexa Fluor 594Thermo Fisher ScientificA11042
抗鼠IgG Alexa Fluor 488Thermo Fisher ScientificA11029
含DAPI的Fluoroshield封片剂Sigma AldrichF6057
红细胞裂解液BioLegend--
LIVE/DEAD可固定近红外死细胞染色试剂盒Thermo Fisher Scientific--
抗CD45抗体BioLegend103155
抗CD3抗体BioLegend100306
抗CD4抗体BioLegend10557
抗CD8抗体BioLegend100734
抗NK1.1抗体BioLegend108706
抗CD25抗体BioLegend102037
抗TCR-β抗体BioLegend109211
Cyto-Fast固定/通透缓冲液套装BioLegend--
抗IFN-γ抗体BioLegend505810
抗TNF-α抗体BioLegend506305
抗颗粒酶B抗体BioLegend515408
TexMACS培养基Miltenyi Biotech130-097-196
白细胞介素-6BD Biosciences550071
T细胞活化/扩增试剂盒Miltenyi Biotech130-093-627
抗CADM1抗体(克隆9D2)MBLCM005-3
VECTASTAIN ABC-AP试剂盒Vector LaboratoriesAK-5000
CSPD化学发光底物Applied BiosystemsT2212
miRNAscope HD检测试剂REDACDBio324510
探针SR-hsa-miR-375-3p-S1ACDBio728581-S1
NovaSeqIllumina--
HiSeq 2500Illumina--
MIBIscopeIonPath--
ECLIPSE Ti2倒置共聚焦显微镜Nikon--
CytoFLEX LX流式细胞仪Beckman Coulter--
BioTek Cytation 5微孔板读数仪Agilent--

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
小RNA测序样本
患者队列:UC(n=43)和NIBD(n=16);组织类型:炎症和非炎症;RNA完整度:4.9-8.3
阅读提示:Table 1及Materials and Methods 'Small RNA Isolation, Sequencing, and Processing'
DSS诱导结肠炎小鼠模型
小鼠基因型:LysM(Cre/+)Cadm1(fl/fl)与Cadm1(+/+),雄性,10周龄;DSS浓度:2.5% 饮用水;处理时间:8天;样本量:n=5/组;3次独立重复
阅读提示:Figure 5及Materials and Methods 'Animals'
TNBS结肠炎模型及抗体干预
小鼠品系:C57BL/6J雄性;抗体:抗Cadm1 mAb (clone 9D2) 1 μg/g体重腹腔注射,第0-6天;TNBS:3.5% 100 μL直肠内给药;样本量:n=5/组
阅读提示:Figure 6及Materials and Methods 'Hapten-Mediated Colitis Induction With TNBS'
LPMC功能实验
细胞来源:UC和NIBD患者结肠LPMCs;rsCADM1浓度:1 mg/mL;预处理时间:30分钟;IL-6浓度:2 ng/mL;刺激时间:15分钟
阅读提示:Materials and Methods 'LPMC Isolation, Treatment, and Processing'及Figure 8
血清sCADM1检测
患者组:UC(n=33)、CD(n=17)、NIBD(n=20-23);检测方法:ELISA
阅读提示:Materials and Methods 'CADM1 ELISA'及Figure 7