微粒体前列腺素E合酶-1通过IL-1β自分泌功能促进实验性自身免疫性脑脊髓炎中CD4⁺ T细胞间的相互作用。

Microsomal Prostaglandin E Synthase-1 Facilitates an Intercellular Interaction between CD4⁺ T Cells through IL-1β Autocrine Function in Experimental Autoimmune Encephalomyelitis.

作者信息Takako Takemiya, Chisen Takeuchi, Marumi Kawakami
PMID29257087
发布时间2017-12-19
DOI10.3390/ijms18122758

实验完整度

研究包含免疫组化、EAE模型和定量图像分析,但缺乏独立的功能验证或机制验证实验(如体外T细胞实验、阻断实验)。

主要模型

野生型C57BL/6J小鼠EAE模型 mPGES-1基因敲除小鼠EAE模型 小鼠脊髓组织

重点核对

mPGES-1表达于CD31+内皮细胞和CD11b+巨噬细胞/小胶质细胞,而非CD4+ T细胞 EAE诱导使用250 μg MOG35-55皮下注射和500 ng百日咳毒素腹腔注射(免疫当天和两天后) 免疫后第19天采集脊髓样本 定量分析CD4+ T细胞浸润面积、IL-1β+CD4+面积、IL-1r1+CD4+面积 每实验组7只雌性小鼠

摘要

微粒体前列腺素合成酶-1(mPGES-1)是一种可诱导的末端酶,可产生前列腺素E2(PGE2)。在我们先前的研究中,我们使用mPGES-1缺陷(mPGES-1−/−)和野生型(wt)小鼠,研究了mPGES-1在实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)(多发性硬化症的动物模型)中所观察到的炎症和脱髓鞘中的作用。我们发现mPGES-1促进了炎症、脱髓鞘和瘫痪,并且在炎症灶周围的血管内皮细胞、巨噬细胞和小胶质细胞中被诱导。在这里,我们研究了白细胞介素-1β(IL-1β)在mPGES-1刺激的EAE脊髓中存在炎症时细胞间机制中的作用。我们发现,wt小鼠中CD4阳性(CD4+)T细胞侵入的区域广泛,并且PGE2受体EP1–4在活化的CD4+ T细胞中的诱导程度高于mPGES-1−/−小鼠。此外,在wt小鼠中,65%和48%的CD4+ T细胞产生IL-1β和IL-1受体1(IL-1r1),而在mPGES-1−/−小鼠中,44%和27%的CD4+ T细胞产生。此外,活化的CD4+ T细胞释放白细胞介素-17(IL-17)。因此,mPGES-1通过上调活化的CD4+ T细胞中IL-1β的自分泌功能来刺激CD4+ T细胞间的相互作用,这些细胞释放IL-17以促进EAE小鼠的轴突和髓鞘损伤。

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
mPGES-1产生的PGE2是否通过调节CD4+ T细胞中IL-1β的自分泌功能来促进细胞间相互作用,从而加重EAE?
核心机制
mPGES-1产生的PGE2诱导CD4+ T细胞上EP受体和IL-1r1的表达,增强IL-1β的产生,IL-1β通过IL-1r1自分泌信号促进CD4+ T细胞向Th17分化并释放IL-17,从而加重炎症和脱髓鞘
主要证据
免疫组化显示wt EAE小鼠脊髓中mPGES-1表达于内皮细胞和巨噬细胞/小胶质细胞,CD4+ T细胞浸润面积显著增加,EP1-4、IL-1β和IL-1r1在CD4+ T细胞中的表达百分比显著高于mPGES-1−/−小鼠,且IL-17与CD4+ T细胞共定位明显
研究意义
该研究揭示了mPGES-1作为EAE治疗靶点的潜在价值,通过抑制mPGES-1可能阻断CD4+ T细胞间相互作用和Th17介导的神经损伤

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

EAE模型诱导

建立实验性自身免疫性脑脊髓炎模型以模拟多发性硬化

对野生型(wt)和mPGES-1敲除(ko)小鼠皮下注射MOG35-55肽和完全弗氏佐剂,并在免疫当天和两天后腹腔注射百日咳毒素

2

免疫组织化学检测mPGES-1和细胞标记

确定mPGES-1的表达细胞类型

对脊髓切片进行免疫荧光染色,使用抗mPGES-1抗体与CD31、CD11b、CD4和CD19抗体共染

3

定量分析CD4+ T细胞浸润

比较wt和ko EAE小鼠脊髓中CD4+ T细胞的浸润程度

使用荧光显微镜获取图像,通过软件测量脊髓半切面中CD4+ T细胞阳性面积百分比

4

检测EP受体、IL-1β和IL-1r1表达

评估mPGES-1对CD4+ T细胞上EP受体、IL-1β和IL-1r1表达的影响

对脊髓切片进行免疫荧光染色,使用抗EP1-4、IL-1β和IL-1r1抗体与CD4共染,并定量共定位面积

5

检测IL-17和IFN-γ表达

确定CD4+ T细胞中IL-17和IFN-γ的表达情况

对脊髓切片进行免疫荧光染色,使用抗IL-17和抗IFN-γ抗体与CD4共染

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
髓鞘少突胶质细胞糖蛋白35-55肽Operon Technology--
完全弗氏佐剂Difco--
百日咳毒素Seikagaku Corporation--
抗mPGES-1抗体Cayman Chemical#160140
抗EP1抗体Biossbs-6316R
抗EP2抗体Biossbs-4196R
抗EP3抗体Santa Cruz Biotechnology, Inc.sc-20676
抗EP4抗体Biossbs-8538R
抗IL-1β抗体Santa Cruz Biotechnology, Inc.sc-15325
抗IL-1β抗体Cloud-CloneMAA563Mu21
抗IL-1r1抗体Santa Cruz Biotechnology, Inc.sc-689
抗CD31抗体BD Bioscience#550274
抗CD11b抗体BD Bioscience#550282
抗CD4抗体BD Bioscience#550278
抗CD19抗体Thermo Fisher#14-0194-82
抗CD19抗体Biossbs-0079R
FITC标记的抗兔IgG----
Cy3标记的抗大鼠IgG----
抗CD4抗体Thermo Fisher#AF554
抗IL-17抗体Thermo Fisher#17-7177-81
抗IFN-γ抗体Thermo Fisher#MM700
FITC标记的抗大鼠IgG----
Cy3标记的抗山羊IgG----
共聚焦显微镜Carl Zeiss--

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
小鼠与分组
小鼠品系:C57BL/6J和mPGES-1−/−;性别:雌性;周龄:8周;每组7只
阅读提示:Materials and Methods, 4.1 Mice
EAE诱导
MOG35-55剂量:250 μg;CFA;百日咳毒素剂量:500 ng,两次;免疫途径:皮下注射和腹腔注射
阅读提示:Materials and Methods, 4.2 Induction and Assessment of EAE
样本采集
免疫后第19天;麻醉后处死;脊髓组织冷冻切片,厚度10 μm
阅读提示:Materials and Methods, 4.3 Immunohistochemistry
免疫组化染色
一抗浓度:mPGES-1 (1:250)、EP1-4 (1:100)、IL-1β (1:100或1:25)、IL-1r1 (1:100)、CD31 (1:20)、CD11b (1:25)、CD4 (1:50)、CD19 (1:100);二抗浓度:1:150
阅读提示:Materials and Methods, 4.3 Immunohistochemistry
定量分析
测量CD4+面积比例、IL-1β+CD4+面积比例、IL-1r1+CD4+面积比例
阅读提示:Materials and Methods, 4.4 Image Analysis
统计分析
使用独立t检验,p<0.05
阅读提示:Materials and Methods, 4.5 Statistical Analysis