髓源性抑制细胞产生的多胺通过 miR-542-5p 促进 Th17 极化及疾病进展

Polyamines from myeloid-derived suppressor cells promote Th17 polarization and disease progression

作者信息Cong Hu, Yu Zhen, Zhanchuan Ma, Li Zhao, Hao Wu, Chang Shu, Bo Pang, Jinyu Yu, Ying Xu, Xin Zhang, Xiang-Yang Wang, Huanfa Yi
PMID36307990
期刊Mol Ther
发布时间2023-02-01
DOI10.1016/j.ymthe.2022.10.013

实验完整度

高

包含体外Th17极化实验、miRNA过表达/沉默、双荧光素酶报告实验、患者PBMC相关性分析及人源化SLE小鼠模型,涵盖分子、细胞和体内验证,证据层级独立。

主要模型

人外周血或脐带血来源的初始CD4+ T细胞 小鼠脾脏初始CD4+ T细胞 人源化NSG SLE小鼠模型 SLE患者PBMCs

重点核对

MDSCs与初始CD4+ T细胞共培养比例为1:1 多胺(腐胺、亚精胺、精胺)处理浓度为2.5 μM DFMO浓度为20 nM,ORN浓度为100 nM Th17分化诱导时间:人细胞6-7天,小鼠细胞3天 miR-542-5p抑制剂或agomir体内注射剂量及时间(文中未明确说明具体剂量,但注射时间为PBMC移植后1周,持续3周)

摘要

髓源性抑制细胞(MDSCs)是一组在疾病中发挥重要作用的未成熟髓系细胞。MDSCs 通过产生精氨酸酶-1 代谢精氨酸来促进 Th17 分化并加重系统性红斑狼疮(SLE)的进展。然而,代谢调节因子仍不清楚。在此,我们报道 MDSC 衍生的多胺可以通过 miR-542-5p 在体外促进 Th17 分化。多胺处理或 miR-542-5p 过表达增强了 Th17 极化。TGF-β/SMAD3 通路被证明参与 miR-542-5p 促进的 Th17 分化。此外,在 SLE 患者外周血单个核细胞中,miR-542-5p 表达与多胺合成酶水平及疾病严重程度呈正相关。在人源化 SLE 模型小鼠中,MDSC 耗竭降低了 Th17 细胞水平,并伴有 miR-542-5p 和这些多胺合成酶表达的降低。此外,miR-542-5p 表达与患者和人源化 SLE 小鼠的 Th17 水平和疾病严重程度均呈正相关。总之,我们的数据揭示了 MDSC 来源的多胺代谢增强 Th17 分化并加重 SLE 的一个新的分子通路。

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
MDSCs如何通过代谢产物调节Th17分化并影响SLE进展?
核心机制
MDSCs产生的多胺上调T细胞中miR-542-5p表达,miR-542-5p通过靶向SMAD3、SMAD7和SMURF1激活TGF-β/SMAD3信号通路,促进Th17分化。
主要证据
体外Th17极化实验显示多胺处理或miR-542-5p过表达增强IL-17A和RORγt表达,双荧光素酶报告实验证实miR-542-5p直接结合SMAD3、SMAD7和SMURF1的3'UTR,人源化SLE小鼠中MDSC耗竭或miR-542-5p抑制降低Th17水平并减轻狼疮性肾炎。
研究意义
揭示MDSC与Th17细胞相互作用的新分子机制,提示多胺代谢和miR-542-5p可能成为治疗Th17驱动的自身免疫疾病(如SLE)的潜在靶点。

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

验证MDSC衍生的鸟氨酸及ODC1促进Th17极化

探究MDSCs是否通过其代谢产物(如ORN和ODC1)影响Th17分化

将人初始CD4+ T细胞在Th17极化条件下培养,分组包括Th17、Th17+ORN、Th17+MDSCs和Th17+MDSCs+DFMO,检测IL-17A和RORγt的表达。

2

评估外源性多胺对Th17极化的影响

确定MDSC产生的多胺是否直接促进Th17分化

在Th17极化培养基中加入多胺(PUT、SPD、SPM)或共培养MDSCs,检测Th17细胞比例及IL-17A、RORγt的表达。

3

筛选并验证miR-542-5p在多胺促进Th17极化中的作用

确定多胺促进Th17分化是否依赖于miR-542-5p

通过miRNA芯片筛选差异表达miRNA,并通过qPCR验证miR-542-5p表达;在初始CD4+ T细胞中过表达或敲低miR-542-5p,检测Th17标志物表达。

4

阐明miR-542-5p调节TGF-β/SMAD3通路的分子机制

揭示miR-542-5p促进Th17分化的具体分子机制

使用双荧光素酶报告实验验证miR-542-5p与SMAD3、SMAD7、SMURF1 3'UTR的结合,并检测SMAD2/3磷酸化水平及SMURF1表达。

5

检测SLE患者PBMCs中多胺合成酶和miR-542-5p表达及相关性

验证多胺合成酶和miR-542-5p与SLE疾病严重程度的关系

收集SLE患者和健康对照PBMCs,通过qPCR检测ODC1、SRM、SMS和miR-542-5p表达,并进行相关性分析。

6

人源化SLE小鼠模型中验证MDSC和miR-542-5p的作用

在体内验证MDSC来源的多胺和miR-542-5p对SLE进展的影响

将SLE患者PBMCs(或MDSC耗竭的PBMCs)输注入NSG小鼠,并注射miR-542-5p agomir/antagomir或对照,监测尿白蛋白水平、肾病理、脾肾中Th17相关基因表达。

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

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
Th17极化
细胞来源(人脐带血或小鼠脾脏)、初始CD4+ T细胞纯度(>95%)、MDSC分离方法及比例(1:1)
阅读提示:Materials and methods - Cell preparation, Th17 cell polarization
药物处理
ORN浓度(100 nM)、DFMO浓度(20 nM)、多胺浓度(2.5 μM)及处理时间
阅读提示:Materials and methods - Th17 cell polarization
miRNA转染
转染试剂(HiPerFect)用量、miRNA mimics/inhibitor浓度、转染时间(48小时)
阅读提示:Materials and methods - hsa-miR-542-5p transfection
双荧光素酶报告实验
报告基因构建(psiCHECK2-3'UTR)、细胞系(HEK293T)
阅读提示:Materials and methods - Luciferase reporter assays
人源化SLE小鼠模型
NSG小鼠周龄(4-6周)、PBMC注射量(5-10×10^6)、siRNA注射时间及剂量(文中未明确说明剂量)
阅读提示:Materials and methods - Mice
患者样本分析
样本量(SLE 18例,HC 18例)、SLEDAI评分范围、PBMC分离方法
阅读提示:Materials and methods - Study design, Results - Polyamine synthetase and miR-542-5p expression