胰岛素调节氨肽酶有助于设定FcR介导炎症的强度

Insulin-regulated aminopeptidase contributes to setting the intensity of FcR-mediated inflammation.

作者信息Manuela Bratti, Shamila Vibhushan, Cyril Longé, Despoina Koumantou, Gaël Ménasché, Marc Benhamou, Nadine Varin-Blank, Ulrich Blank, Loredana Saveanu, Sanae Ben Mkaddem
PMID36389775
发布时间2022-10-27
DOI10.3389/fimmu.2022.1029759

实验完整度

包含体内动物模型(被动及主动过敏反应、关节炎)、体外细胞实验(BMMC、PDMC),并进行了信号通路机制验证(磷酸化、钙流、免疫共沉淀)。

主要模型

IRAP缺陷小鼠(C57BL/6背景) C57BL/6人FcγRIIA转基因小鼠 骨髓来源肥大细胞(BMMC) 腹膜来源肥大细胞(PDMC)

重点核对

IRAP缺陷对肥大细胞发育和颗粒内容物无影响 IgE致敏BMMC刺激后CD63表达和β-己糖胺酶释放 SykY519/520、LATY200和p38Y182磷酸化 SHP-1 Ser591磷酸化

摘要

细胞内运输在免疫复合物触发的炎症中的功能仍知之甚少。在此,我们研究了胰岛素调节氨肽酶(IRAP)阳性的内涵体区室在Fc受体(FcR)诱导的炎症中的作用。与野生型小鼠相比,IRAP缺陷小鼠表现出较轻的FcγR触发的关节炎、主动系统性过敏反应和FcεRI触发的被动系统性过敏反应。在肥大细胞中,FcεRI刺激诱导IRAP阳性内涵体快速向质膜募集。IRAP缺陷细胞表现出分泌反应、钙信号传导和激活的SykY519/520磷酸化降低,尽管受体β和γ亚基上的酪氨酸磷酸化没有差异。相比之下,在缺乏IRAP的情况下,控制Syk活性的SHP1 Ser591失活磷酸化降低。FcγR触发的过敏反应后的离体细胞分析证实,IRAP缺陷的中性粒细胞和单核细胞中SykY519/520和SHP-1S591的磷酸化均降低。因此,IRAP阳性内涵体区室通过促进FcR信号传导过程中SHP-1的抑制,控制质膜上磷酸化事件的程度,并有助于设定免疫复合物触发的炎症性疾病的强度。

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
IRAP阳性内涵体是否及如何调节FcR介导的炎症反应?
核心机制
IRAP通过促进SHP-1在Ser591位点的磷酸化失活,解除对Syk激酶活性的抑制,从而增强FcR信号传导。
主要证据
IRAP缺陷小鼠在IgE和IgG介导的过敏反应及关节炎中症状减轻;IRAP缺陷肥大细胞中Syk、LAT、p38磷酸化降低,SHP-1 Ser591磷酸化降低,而受体亚基磷酸化不变。
研究意义
揭示了IRAP作为FcR信号放大器的作用,为免疫复合物相关炎症疾病的机制提供了新见解。

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IRAP缺陷对肥大细胞基本特性的影响

排除IRAP缺失影响肥大细胞发育、形态和颗粒内容物,为后续实验提供基线。

通过组织学染色计数皮肤、耳朵、舌头的肥大细胞数量,电子显微镜观察BMMC超微结构,并测量β-己糖胺酶总含量。

2

体内模型:IgE介导的被动系统性过敏反应(PSA)

评估IRAP对肥大细胞介导的过敏反应的影响。

用抗DNP IgE致敏小鼠,24小时后用DNP-HSA攻击,监测体温下降和血清MCPT-1水平。

3

体内模型:IgG介导的主动系统性过敏反应(ASA)

评估IRAP对IgG-FcγR介导过敏反应的影响。

用兔IgG免疫FcγRIIATg小鼠,7天后用兔IgG攻击,监测体温和血小板计数。

4

体内模型:胶原抗体诱导的关节炎(CAIA)

评估IRAP对慢性炎症模型中FcR介导炎症的影响。

注射抗II型胶原抗体混合物(第0天)和LPS(第4天),监测后爪肿胀和临床评分。

5

体外肥大细胞功能实验:脱颗粒和细胞因子释放

验证IRAP对FcεRI介导的肥大细胞脱颗粒和细胞因子分泌的调节作用。

IgE致敏BMMC和PDMC用抗原刺激,检测CD63表达、β-己糖胺酶释放和CCL2/IL-6分泌。

6

信号通路分析:磷酸化蛋白检测

确定IRAP影响的FcεRI信号通路节点。

用Phosflow和Western blot检测刺激后Syk、LAT、p38的磷酸化;用免疫共沉淀检测受体亚基磷酸化。

7

钙流检测

验证IRAP对FcεRI介导的钙信号的影响。

用indo-1加载IgE致敏BMMC,加入抗原后监测钙内流。

8

定位分析:IRAP和磷酸化Syk的共聚焦显微镜

观察IRAP内体招募和pSyk在质膜上的定位。

固定细胞后用荧光抗体染色,共聚焦显微镜下分析IRAP和pSyk与IgE的共定位。

9

离体验证:中性粒细胞和单核细胞中的磷酸化分析

验证体内IRAP缺陷对FcγR信号的影响。

在ASA攻击后5分钟取血,用Phosflow检测中性粒细胞和单核细胞中pSyk和pSHP1。

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
IMDM谷氨酰胺培养基GIBCO--
胎牛血清GIBCO--
小鼠白细胞介素-3Peprotech213-13-200UG
小鼠干细胞因子Peprotech250-03-200UG
FACS缓冲液----
抗FcεRIα抗体Biolegend134310
抗c-kit抗体Invitrogen47-1171-82
抗CD63抗体Biolegend143903
Fortessa流式细胞仪Becton Dickinson--
FlowJo软件----
小鼠MCPT-1 ELISA试剂盒Thermo Fisher Scientific88-7503-22
小鼠CCL2 ELISA试剂盒Peprotech900-K126
小鼠IL-6 ELISA试剂盒R&D systemDY406-05
Indo-1钙荧光探针Invitrogen--
FACSAria流式细胞仪BD Biosciences--
抗磷酸化Syk抗体Cell Signaling2710S
蛋白A-辣根过氧化物酶Biorad170-6522
BD裂解/固定缓冲液BD349202
Cytofix/Cytoperm固定透化液BD554714
抗磷酸化Syk抗体Biossbs-3434R-A488
抗磷酸化SHP-1抗体Biossbs-5578R
甲苯胺蓝Sigma-AldrichT3260
Aperio ScanScope切片扫描仪Leica--
EM UC6超薄切片机Leica--
Tecnai 12透射电子显微镜Thermo Fisher Scientific--
纤连蛋白SigmaF1141
抗IRAP抗体Cell Signaling6918S
抗IRAP抗体Cell Signaling9876S
抗磷酸化Syk抗体Biossbs-3434R
抗Lyn多克隆抗体InvitrogenPA5-27361
Prolong Gold抗淬灭封片剂Invitrogen--
Leica SP8共聚焦显微镜Leica--
ImageJ软件----
蛋白G琼脂糖珠Cytiva17061801
抗磷酸化酪氨酸抗体Southern Biotech1400-05
Arthrogen-CIA关节炎单抗试剂盒Chondrex53100
IPTP-300体温探头PLEXX--
组胺Sigma-AldrichH7125-1G

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
PSA模型
IgE剂量20 μg/只,静脉注射;24小时后DNP-HSA 500 μg/只静脉攻击;体温监测80分钟
阅读提示:Materials and Methods: IgE-induced passive systemic anaphylaxis
ASA模型
兔IgG免疫剂量0.5 mg/20 g体重;攻击剂量100 μg/只;体温监测60分钟;血小板计数
阅读提示:Materials and Methods: IgG-induced active systemic anaphylaxis
CAIA模型
抗CII抗体混合物5 mg/只静脉注射;LPS 50 μg/只腹腔注射;第5-8天监测爪厚度和评分
阅读提示:Materials and Methods: Mouse collagen antibody-induced arthritis model
肥大细胞脱颗粒实验
IgE致敏;刺激浓度30 ng/mL DNP-HSA;CD63检测10分钟;β-己糖胺酶释放45分钟
阅读提示:Materials and Methods: Degranulation assays
信号通路磷酸化检测
刺激后时间点(0-30分钟);检测pSyk, pLAT, pp38;Phosflow和Western blot条件
阅读提示:Materials and Methods: Phosflow analysis, Immunoblotting
SHP-1磷酸化检测
SHP-1 Ser591磷酸化在BMMC和离体中性粒细胞/单核细胞中的检测
阅读提示:Materials and Methods: Phosflow analysis