人脐带间充质干细胞治疗减轻特应性皮炎样小鼠模型的症状

Human umbilical cord mesenchymal stem cell treatment alleviates symptoms in an atopic dermatitis-like mouse model.

作者信息Chunting Hua, Qichang Liang, Siji Chen, Jiang Zhu, Yi Tang, Xianzhen Chen, Yinjing Song, Stijn van der Veen, Hao Cheng
PMID37248497
发布时间2023-05-29
DOI10.1186/s13287-023-03365-w

实验完整度

包含体外细胞实验和体内动物模型,并通过RNA-seq、ELISA、免疫组化、免疫荧光等多层级验证功能与机制。

主要模型

BALB/c小鼠DNCB诱导的特应性皮炎模型 人脐带间充质干细胞 小鼠皮肤、脾脏、淋巴结组织样本

重点核对

MSC注射剂量:每只小鼠2×10^6个MSCs,分4次注射(第13、17、21、25天) MSC注射途径:皮下注射(scMSC组)或皮下联合静脉注射(scivMSC组) DNCB诱导方案:1% DNCB第0、3、6、9天致敏,0.5% DNCB第12、15、18、21、24、27天激发 小鼠分组:每组6只,共4组(对照组、DNCB组、DNCB+scMSC组、DNCB+scivMSC组) 统计方法:单因素或双因素ANOVA,Tukey's或Dunnett's多重比较检验

摘要

背景 特应性皮炎(AD)是最常见的免疫和炎症性皮肤病之一,导致难以忍受的瘙痒和皮肤异常,严重影响患者的生活质量。尽管目前有可用的治疗方法,但对于长期有效的疾病控制仍有巨大的未满足需求。一些干细胞治疗AD的临床前和临床研究证明,干细胞治疗可以显著有效地改善AD症状。 目的 阐明干细胞治疗减轻AD样症状的潜在机制。 方法 构建AD样小鼠模型,并皮下或皮下联合静脉注射间充质干细胞(MSCs)进行治疗。从背部和血液的RNA测序结果中筛选出差异表达基因。 结果 两种注射途径的MSCs均能减轻AD样症状以及皮肤和免疫器官的病理改变。背部和血液的RNA测序提供了MSC改善皮肤缺陷、炎症和免疫调节的基因表达特征,以及皮肤和血液共有的AD分子标志物,这可能有助于临床诊断。IL-1β及其信号通路被特异性地发现与AD样皮炎病变的发展相关。MSC治疗有效抑制了JAK-STAT通路以及IL-4、IL-13、IL-17和IgE的受体。 结论 MSC治疗可以调节AD中异常的免疫和炎症状态。机制探索将有助于基于MSC的个体化AD治疗的发展。

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
间充质干细胞治疗如何减轻特应性皮炎样症状及其潜在机制。
核心机制
MSC治疗通过抑制JAK-STAT通路以及IL-4、IL-13、IL-17和IgE的受体,调节免疫和炎症反应,改善皮肤屏障功能。
主要证据
DNCB诱导的AD样小鼠模型中,MSC治疗减轻了皮肤炎症、免疫细胞浸润、脾脏和淋巴结异常,RNA-seq显示炎症和免疫相关基因表达改变,IL-1β信号通路与病变发展相关。
研究意义
MSC治疗可调节AD中异常的免疫和炎症状态,机制探索有助于开发基于MSC的个体化AD治疗。

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

建立特应性皮炎(AD)样小鼠模型

通过DNCB诱导产生AD样皮肤症状,用于评估MSC治疗效果。

6周龄雌性BALB/c小鼠背部剃毛,第0、3、6、9天涂抹1% DNCB致敏,第12、15、18、21、24、27天用0.5% DNCB激发,建立AD样模型。

2

MSC治疗分组与给药

评估皮下或皮下联合静脉注射MSC对AD样症状的改善作用。

在第13、17、21、25天,scMSC组皮下注射100μL MSC溶液(含2×10^6个MSCs),scivMSC组皮下注射50μL和尾静脉注射50μL。

3

评估皮肤症状和病理变化

评估MSC治疗对AD样皮肤病变的改善效果。

通过皮炎评分、抓挠频率、耳厚度、组织学检查(HE染色、甲苯胺蓝染色)评估皮肤病变、表皮厚度、肥大细胞浸润。

4

免疫组化和免疫荧光检测免疫细胞浸润

分析MSC治疗对皮肤和免疫器官中免疫细胞浸润的影响。

通过免疫组化检测CD4、CD8、CD1a、CXCR3、CCR3等免疫细胞标志物,通过免疫荧光检测IL-1β表达。

5

RNA测序分析基因表达谱

比较各组背部和血液的转录组差异,探讨MSC治疗的分子机制。

第30天收集背部皮肤和血液,提取总RNA,进行RNA测序,并进行GO、KEGG和GSEA分析。

6

检测血清IgE水平

检查MSC治疗对血清IgE水平的影响。

通过ELISA试剂盒检测血清IgE水平。

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
橄榄油Sigma--
IgE小鼠未包被ELISA试剂盒Invitrogen88-50460
Ki67抗体CST12202s
CD4抗体CST25229S
CD8抗体CST98941S
CD1a抗体Proteintech17325-1-AP
CXCR3抗体Proteintech26756-1-AP
CCR3抗体Biossbs-1167R
IL-1β抗体AffinityAF5103
Alexa Fluor 594偶联二抗驴抗兔IgGYeasen34312
4,6-二脒基-2-苯基吲哚Abcamab104139
OCT包埋剂SAKURA4583
Triton X-100SolarbioT8200
TRIzol试剂Invitrogen15596026

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
动物模型建立
小鼠品系、性别、年龄、来源;DNCB浓度、致敏和激发时间;溶剂对照
阅读提示:Materials and methods: Induction of AD-like lesions in BALB/c mice and MSC treatment
MSC给药
MSC来源、剂量、给药途径、给药时间、注射体积
阅读提示:Materials and methods: Induction of AD-like lesions in BALB/c mice and MSC treatment
皮炎评分和抓挠频率
评分标准、抓挠频率测量时间窗口(1小时,10分钟)
阅读提示:Materials and methods: Dermatitis score and measurements
组织病理学分析
组织固定、包埋、染色方法;免疫组化抗体及其稀释度;甲苯胺蓝染色时间
阅读提示:Materials and methods: Histopathological analysis
RNA测序
样本来源(皮肤、血液);差异基因筛选标准(|fold change|>2,p<0.05);测序公司
阅读提示:Materials and methods: RNA sequencing and statistical analysis
血清IgE水平
ELISA试剂盒品牌、货号;血清分离条件(离心速度、时间)
阅读提示:Materials and methods: Measurement of serum IgE levels