IL-36家族细胞因子在干眼病中的破坏与保护作用及治疗靶点

Destructive and protective effects and therapeutic targets of IL-36 family cytokines in dry eye disease

作者信息Xin Chen, Na Lin, Haixia Liu, Jing Lin, Ning Gao, Zhao Liu, Cintia S de Paiva, Stephen C Pflugfelder, De-Quan Li
PMID39800261
期刊Ocul Surf
发布时间2025-04
DOI10.1016/j.jtos.2025.01.003

实验完整度

研究包含DS干眼模型、正常小鼠局部刺激模型、体外HCECs模型(文献引用),并通过RT-qPCR、IF、OGD染色和紧密连接蛋白检测进行功能验证和机制研究。

主要模型

C57BL/6小鼠干眼模型(DS模型) 正常C57BL/6小鼠局部刺激模型(rmIL-36α挑战) 人角膜上皮细胞(HCECs)体外培养模型

重点核对

DS模型:低湿度(20-30%)和空气流动,口服东莨菪碱(0.5 mg/mL)抑制泪液分泌,持续5天 rmIL-36α局部刺激:50 ng/ml,5 μl/眼,每日3次,连续3天 rhIL-38和四氢嘧啶联合处理:50 ng/ml,5 μl/眼(rhIL-38),2%四氢嘧啶,5 μl/眼 四氢嘧啶治疗DS小鼠:2%四氢嘧啶,5 μl/眼,每日4次,共5天 OGD染色:1.0 μl OGD(50 mg/ml)滴眼,1分钟后检测

摘要

目的:利用小鼠干眼模型探讨IL-36细胞因子在干眼病中的破坏与保护作用及其治疗靶点。方法:将C57BL/6小鼠置于干燥应激(DS)下建立干眼模型,以未处理小鼠作为对照。在正常小鼠中建立局部刺激模型,分别给予外源性rmIL-36α、rhIL-38和2%四氢嘧啶或PBS载体。通过RT-qPCR和免疫荧光(IF)染色评估IL-36细胞因子的表达。通过角膜平滑度评分、俄勒冈绿葡聚糖(OGD)荧光染色和紧密连接屏障评估角膜上皮损伤。结果:小鼠眼表上皮表达IL-36家族所有成员。在干眼小鼠眼表中,IL-36α和IL-36γ的表达上调,而IL-38和IL-36RN的表达下调。局部刺激rmIL-36α直接破坏角膜表面,表现为平滑度扭曲、OGD摄取和IF强度增加,以及紧密连接蛋白ZO-1和occludin的破坏。与rhIL-38联合应用可防止rmIL-36α引起的所有这些角膜损伤。四氢嘧啶治疗逆转了IL-36细胞因子的病理表达模式,保护角膜上皮免受损伤,恢复DS小鼠的紧密连接屏障,甚至可防止rmIL-36α引起的角膜损伤。结论:我们的研究结果表明,在干眼模型中,促炎激动剂IL-36α和IL-36γ上调,拮抗剂IL-38和IL-36RA下调,这为干眼病提供了先前未知的机制和治疗靶点。四氢嘧啶的治疗效果可能通过逆转干眼小鼠中IL-36细胞因子的病理改变来实现。

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-36细胞因子家族在干眼病中的破坏与保护作用及其治疗靶点是什么?
核心机制
干眼中IL-36α和IL-36γ表达上调,IL-38和IL-36RA下调,导致眼表炎症和角膜上皮屏障破坏;四氢嘧啶通过逆转这一病理模式发挥保护作用。
主要证据
DS小鼠模型显示IL-36α和IL-36γ表达增加,IL-38和IL-36RN减少;局部刺激rmIL-36α导致角膜平滑度下降、OGD摄取增加和紧密连接蛋白中断,而rhIL-38或四氢嘧啶联合应用可防止这些损伤,并恢复屏障功能。
研究意义
研究首次揭示了IL-36细胞因子在干眼病中的破坏与保护机制,为干眼病提供了新的治疗靶点,并表明四氢嘧啶可能通过调节IL-36通路发挥治疗作用。

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

建立干眼小鼠模型

模拟干眼病环境,诱导眼表炎症和损伤。

小鼠暴露于低湿度(20-30%)和空气流动的DS环境中,饮用水中添加东莨菪碱(0.5 mg/mL)抑制泪液分泌,持续5天。对照组在正常湿度(50-75%)下饲养。

2

局部刺激模型评估IL-36α的破坏作用

验证IL-36α是否直接破坏眼表和角膜屏障。

正常小鼠局部滴注rmIL-36α(50 ng/ml,5 μl/眼)每日3次连续3天,对照组用PBS/BSA。评估角膜平滑度、OGD摄取和紧密连接蛋白。

3

验证IL-38和四氢嘧啶的保护作用

测试IL-38和四氢嘧啶是否能阻止IL-36α引起的损伤。

正常小鼠同时局部滴注rmIL-36α和rhIL-38(均50 ng/ml)或2%四氢嘧啶(5 μl/眼),每日3次连续3天。评估角膜平滑度、OGD摄取和紧密连接蛋白。

4

四氢嘧啶治疗DS小鼠并验证疗效

评估四氢嘧啶在干眼模型中的治疗效果及其对IL-36表达的影响。

DS小鼠用2%四氢嘧啶(5 μl/眼)每日4次滴眼,持续5天。评估OGD摄取、IL-36表达和紧密连接蛋白。

5

检测IL-36表达和角膜屏障功能

分析IL-36细胞因子的表达变化和角膜屏障的完整性。

通过RT-qPCR检测角膜和结膜中IL-36成员mRNA水平,通过免疫荧光染色检测蛋白水平,使用OGD染色评估角膜通透性,全角膜铺片染色检测ZO-1和occludin。

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
重组小鼠IL-36αProSpec Bio--
重组人IL-38ProSpec Bio--
RNeasy Plus Mini 试剂盒Qiagen--
TaqMan基因表达预混液Thermo Fisher Scientific--
4',6-二脒基-2-苯基吲哚----
山羊抗兔IgG Alexa Fluor 488Molecular Probes--
C57BL/6J小鼠Jackson Laboratories--
俄勒冈绿葡聚糖----

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
干眼模型建立
环境湿度(20-30%)、空气流动、东莨菪碱浓度(0.5 mg/mL)及处理时间(5天)
阅读提示:Methods: Experimental dry eye murine model
局部刺激模型
rmIL-36α浓度(50 ng/ml)、体积(5 μl/眼)、频率(每日3次)和持续时间(3天)
阅读提示:Methods: Murine topical challenge model
四氢嘧啶治疗
四氢嘧啶浓度(2%)、体积(5 μl/眼)、频率(每日4次)和持续时间(5天)
阅读提示:Methods: Topical treatment of ectoine in DS mice
角膜屏障评估
OGD浓度(50 mg/ml)和体积(1.0 μl)、紧密连接蛋白(ZO-1和occludin)的染色条件
阅读提示:Methods: Evaluation of corneal defects, Whole cornea flat mount staining
qPCR检测
TaqMan探针ID、反应体系(cDNA量、反应体积)和热循环参数(50°C 2min; 95°C 10min; 38 cycles)
阅读提示:Methods: RNA isolation, reverse transcription, qPCR; Table 1