人类自身免疫类器官模型揭示IL-7在乳糜泻中的功能

A human autoimmune organoid model reveals IL-7 function in coeliac disease

作者信息António J M Santos, Vincent van Unen, Zhongqi Lin, Steven M Chirieleison, Nhi Ha, Arpit Batish, Joshua E Chan, Jose Cedano, Elisa T Zhang, Qinghui Mu, Alexander Guh-Siesel, Madeline Tomaske, Deana Colburg, Sushama Varma, Shannon S Choi, Asbjørn Christophersen, Ani Baghdasaryan, Kathryn E Yost, Kasper Karlsson, Andrew Ha, Jing Li, Hongjie Dai, Zachary M Sellers, Howard Y Chang, James C Y Dunn, Bing M Zhang, Elizabeth D Mellins, Ludvig M Sollid, Nielsen Q Fernandez-Becker, Mark M Davis, Calvin J Kuo
PMID39048815
期刊Nature
发布时间2024-08
DOI10.1038/s41586-024-07716-2

摘要

自身免疫的体外模型受限于无法将受影响的上述皮与复杂的组织驻留免疫微环境共培养。乳糜泻(CeD)是一种自身免疫性疾病,其中膳食麸质衍生肽与主要组织相容性复合物(MHC)II类人类白细胞抗原分子(HLA)-DQ2或HLA-DQ8结合,引发免疫介导的十二指肠黏膜损伤1-4。本研究从完整的内窥镜活检碎片中生成了气液界面(ALI)十二指肠类器官,该模型将上皮细胞与天然间质和组织驻留免疫细胞作为一个单元进行培养,无需重构。ALI类器官的免疫多样性涵盖了T细胞、B细胞和浆细胞、自然杀伤(NK)细胞以及髓系细胞,具有广泛的T细胞和B细胞受体库。HLA-DQ2.5限制性麸质肽选择性地引发了来自CeD患者的表达HLA-DQ2.5的类器官中的上皮破坏,而阻断MHC-II或NKG2C/D可拮抗此效应。麸质表位刺激了CeD类器官中淋巴和髓系亚群的免疫网络反应,并伴随抗转谷氨酰胺酶2(TG2)自身抗体的产生。在CeD类器官中的功能研究表明,白介素-7(IL-7)是一种麸质诱导的致病调节因子,可调节CD8+ T细胞的NKG2C/D表达,并且是上皮破坏的必要和充分条件。此外,与处于无麸质饮食缓解期的患者活检相比,活动性CeD患者活检中的内源性IL-7显著上调,主要位于固有层间质中。通过将上皮细胞与多种免疫群体共同保存,这种人类体外CeD模型重现了麸质依赖性病理,支持了机制研究,并为自身免疫的类器官建模建立了原理验证。

实验方法

产品清单

名称品牌货号
QIAsymphony SP平台Qiagen--
QIAmp® DNA FFPE advanced试剂盒Qiagen56604
Luminex FLEXMAP 3D分析仪Luminex--
6孔板----
Cultrex大鼠I型胶原蛋白R&D System3443-100-01
10x浓缩Ham's F-12培养基Gibco21700075
37°C培养箱----
培养皿----
虹膜剪----
ADMEM/F12培养基Gibco12634028
HEPES缓冲液Gibco15630080
GlutamaxGibco35050061
烟酰胺SigmaN0636-500G
N-乙酰半胱氨酸SigmaA9165-100G
不含维生素A的B-27补充剂Gibco125870-01
A83-01Tocris2939
青霉素-链霉素-谷氨酰胺Gibco10378016
胃泌素SigmaG9145
SB-202190Biogems1523072
表皮生长因子PeproTechAF-100-15
NormocinInvivogenant-nr-2
胎牛血清BiotechneS11550
CHIR 99021Biogems2520691
Keyence BZ-X700显微镜Keyence--
徕卡DMC4500显微镜Leica--
ImageJ软件----
Tissue-Tek® O.C.T.包埋剂Sakura4583
蔡司LSM900共聚焦显微镜Zeiss--
蔡司LSM880共聚焦显微镜Zeiss--
IV型胶原酶WorthingtonLS004212
Liberase-TLRoche5401020001
脱氧核糖核酸酶IWorthingtonLS006328
LIVE/DEAD细胞活力检测试剂盒InvitrogenL34957
Nucview™488Biotium30072
BD FACSAria-II SORP流式细胞分选仪BD--
PicoPure RNA分离试剂盒Applied BiosystemsKIT0204
无RNase的DNaseQiagen79254
iScript逆转录酶Bio-Rad1708841
SsoAdvanced PreAmp SupermixBio-Rad1725160
Power SYBR™ Green PCR Master MixApplied Biosystems4367659
384孔板Applied Biosystems4309849
Bio-Rad CFX384仪器Bio-Rad--
10X Genomics Chromium单细胞5'平台10X Genomics--
Chromium Next GEM单细胞5'试剂盒v210X GenomicsPN-1000263
文库构建试剂盒10X GenomicsPN-1000190
Chromium单细胞人TCR扩增试剂盒10X GenomicsPN-1000252
Chromium单细胞人BCR扩增试剂盒10X GenomicsPN-1000253
96孔滤板----
奥林巴斯BX43显微镜Olympus--
SPOT Insight 5MPCMOS相机SPOT--