SENP3缺失通过增加替代活化巨噬细胞促进鼻黏膜炎症中鼻息肉的形成

Loss of SENP3 mediated the formation of nasal polyps in nasal mucosal inflammation by increasing alternative activated macrophage.

作者信息Ximing Bao, Bin Liu, Yongquan Jiang, Tingting Feng, Wanxin Cao, Jiali Shi, Yiming Jiang, Xiaorui Chen, Jie Yang, Jiping Li, Zheng Zhou
PMID36840491
发布时间2023-02
DOI10.1002/iid3.781

实验完整度

高

包含患者鼻黏膜样本检测(流式、免疫荧光)、体外巨噬细胞极化实验(基因敲除小鼠BMDM)、体内过敏性鼻炎模型验证(SENP3 cKO小鼠),并明确功能验证及机制探讨。

主要模型

伴有鼻息肉的慢性鼻窦炎(CRSwNP)患者鼻黏膜 SENP3敲除小鼠骨髓来源巨噬细胞(BMDM) SENP3条件敲除(cKO)小鼠过敏性鼻炎模型

重点核对

SENP3敲除小鼠(Senp3 cKO)基因型确认 IL-4/IL-13刺激浓度及时间(20 ng/mL IL-4、10 ng/mL IL-13,刺激48小时) OVA致敏及激发剂量和方式(腹腔注射75 μg/只,隔天一次共7次;滴鼻25 μg/μL,每侧10 μL,每日一次,共12周) M2表型检测标志物(人CD68+CD206+,小鼠F4/80+CD206+) 统计分析方法和样本量(t检验,患者N=41,小鼠每组4-5只)

摘要

背景与目的:小泛素样修饰物(SUMO)特异性蛋白酶(SENP)3是一种对活性氧(ROS)高度敏感反应的蛋白酶分子。然而,ROS和SENP3在鼻息肉(NPs)形成中的作用仍不清楚。本研究旨在探讨SENP3如何通过改变巨噬细胞功能,即NPs的形成,来影响慢性鼻窦炎(CRS)的结局。方法:通过人类CD68+CD206+和小鼠CD206+检测巨噬细胞(M2)的替代活化。使用流式细胞术(CD68、CD80和CD206)和三色免疫荧光染色(CD68、CD206和SENP3)检测CRS患者的鼻黏膜。从SENP3基因敲除小鼠和对照小鼠中获得的骨髓来源巨噬细胞用白细胞介素(IL)-4和IL-13刺激,以体外分析替代性巨噬细胞极化。使用SENP3基因敲除小鼠构建过敏性鼻炎动物模型。通过免疫荧光染色检测CD206。通过Luna染色检测嗜酸性粒细胞浸润黏膜的增厚情况。结果:与没有鼻息肉的慢性鼻窦炎(CRSsNP)患者相比,伴有鼻息肉的慢性鼻窦炎(CRSwNP)患者鼻黏膜中CD68+CD206+M2的数量增加,但组间无显著差异。SENP3基因敲除增加了F4/80+CD206+M2的极化。同时,在SENP3基因敲除小鼠和对照组构建的过敏性鼻炎模型中,CD206+M2的数量显著增加,鼻黏膜增殖更明显。结论:SENP3的下调促进鼻息肉的形成,这是通过增加鼻黏膜炎症中替代活化巨噬细胞介导的。

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
SENP3在鼻黏膜炎症中是否通过影响巨噬细胞替代活化(M2极化)来促进鼻息肉的形成。
核心机制
SENP3下调可能通过影响STAT6的SUMO2/3修饰,促进巨噬细胞向M2极化,进而促进鼻黏膜组织重塑和鼻息肉形成。
主要证据
患者鼻黏膜中M2数量增加;SENP3敲除小鼠BMDM在IL-4/IL-13刺激下M2极化增加;SENP3敲除小鼠过敏性鼻炎模型中CD206+细胞增加及黏膜增厚。
研究意义
研究为从SUMO化修饰角度理解鼻息肉形成机制提供新见解,可能为鼻息肉的治疗提供潜在靶点。

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

患者鼻黏膜M1/M2表型检测

比较伴有或不伴有鼻息肉的慢性鼻窦炎患者鼻黏膜中巨噬细胞极化的差异。

对手术获取的鼻黏膜样本进行流式细胞术(CD11b、CD68、CD80、CD206)和三色免疫荧光染色(CD68、CD206、SENP3),统计M1(CD68+CD80+)和M2(CD68+CD206+)细胞数量。

2

体外巨噬细胞极化实验

验证SENP3基因敲除是否促进骨髓来源巨噬细胞向M2极化。

从Senp3 fl/fl和Senp3 cKO小鼠中提取BMDM,用M-CSF诱导分化为M0,再用IL-4和IL-13刺激48小时,通过流式细胞术检测F4/80+CD206+细胞比例。

3

体内过敏性鼻炎模型验证

在体内验证SENP3敲除对M2极化和鼻黏膜增厚的影响。

用OVA和Imject Alum佐剂腹腔注射致敏,再OVA滴鼻激发12周,构建过敏性鼻炎模型。通过Luna染色检测嗜酸性粒细胞浸润黏膜厚度,免疫荧光染色检测CD206+细胞数量。

4

SENP3表达时间梯度分析

观察IL-4和IL-13刺激下SENP3表达水平的变化,以探讨SENP3在M2极化中的作用。

提取Senp3 fl/fl小鼠BMDM,用IL-4和IL-13刺激0、0.5、1、2、4小时,通过Western blot检测SENP3蛋白表达。

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

实验环节名称品牌货号
α-最低必需培养基Gibco12571-063
胎牛血清Hyclonesv30087.03
巨噬细胞集落刺激因子Sino Biological511112-MNAHa
白细胞介素-4Sino Biological51084-MNAE
白细胞介素-13Sino Biological50225-MNAH
MACS智能过滤器Miltenyi130-098-462
鸡卵清蛋白SigmaA5503-1g
Imject铝佐剂Thermo Fisher Scientific77161
CD68抗体ServiceGB13067-M-2
CD206抗体ServiceGB11062
SENP3抗体CST5591S
4',6-二脒基-2-苯基吲哚ServiceG1012
脱氧核糖核酸酶ISigmaD5025-15KU
II型胶原酶SigmaC6885-100MG
杜尔贝科改良伊格尔培养基GibcoC11960500BT
可固定活染料510BD Pharmingen564406
Fc受体阻断剂BD Pharmingen564219
CD11b抗体BD Pharmingen557396A
CD80抗体BD Pharmingen557227
破膜试剂盒BD Pharmingen554714
CD68抗体BD Pharmingen564943
CD206抗体BD Pharmingen550889
F4/80抗体eBioscience48-4801-82
CD206抗体BD Pharmingen141710
贝克曼CytoFlex流式细胞仪Beckman--
十二烷基硫酸钠----
预染蛋白分子量标准Thermo Fisher Scientific00594048
SENP3抗体CST5591S
β-肌动蛋白抗体SigmaMAB8929
山羊抗兔二抗Jackson ImmunoResearch111-035-003
抗β-肌动蛋白二抗Jackson ImmunoResearch115-035-003
电化学发光显色液Pierce34580
超敏显色液Merckwbkls0500
NanoDrop2000分光光度计Thermo Fisher Scientific--
细胞刮刀----
正置荧光显微镜NikonEclipse
成像系统NikonDS-U3
SPSS 23统计软件----
CytExpert软件----

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
患者样本收集
患者分组标准(CRSwNP与CRSsNP)、样本量(N=41)、排除标准(哮喘、阿司匹林不耐受)
阅读提示:Methods 2.1 Study participants
BMDM培养与极化
小鼠品系和基因型(Senp3 fl/fl和cKO)、M-CSF浓度(50 ng/mL)刺激时间(7天)、IL-4和IL-13浓度(20 ng/mL和10 ng/mL)及刺激时间(48小时)
阅读提示:Methods 2.3 Culture of BMDMs and induce polarization of macrophages
过敏性鼻炎模型
小鼠数量和分组、OVA致敏剂量(75 μg/只)和方式(腹腔注射)、激发剂量(25 μg/μL)和频率(每日一次,共12周)、佐剂(Imject Alum)用量
阅读提示:Methods 2.4 Allergic rhinitis modeling
流式细胞术检测
组织消化酶(DNaseI 250U、胶原酶5mg)、抗体组合和浓度(CD11b、CD80、CD68、CD206等)、破膜步骤、流式细胞仪型号
阅读提示:Methods 2.7 Flow cytology
免疫荧光染色
抗体稀释度(CD68 1:2000、CD206 1:200、SENP3 1:5000)、孵育时间和温度、二抗类型和稀释度、显微镜型号
阅读提示:Methods 2.5 Immunofluorescence staining
Western blot
蛋白提取方式(4×SDS)、凝胶浓度(10%)、电泳电压和时间(90V 90min)、抗体稀释度(SENP3 1:1000、β-actin 1:1000)
阅读提示:Methods 2.8 Western blot analysis