过敏原诱导的CD11c+树突状细胞焦亡加重过敏性鼻炎

Allergen-induced CD11c + dendritic cell pyroptosis aggravates allergic rhinitis.

作者信息Yue-Long Qiao, Ming-Wan Zhu, Shan Xu, Wo-Er Jiao, Hai-Feng Ni, Ze-Zhang Tao, Shi-Ming Chen
PMID37817225
发布时间2023-10-10
DOI10.1186/s12964-023-01309-8

实验完整度

高

包含体内小鼠模型(AR模型、过继转移模型)、体外BMDC培养、免疫荧光、Western blot、流式细胞术等多层级验证,并明确功能验证(NSA抑制)和机制验证(GSDMD-N通路)。

主要模型

C57BL/6小鼠过敏性鼻炎模型 OVA负载BMDCs过继转移小鼠模型 小鼠CD11c+骨髓来源树突状细胞(BMDCs)

重点核对

小鼠品系:C57BL/6,6周龄,雌性 AR模型建立:OVA腹腔注射(100 μg)联合Al(OH)3(2 mg)致敏,第15-28天鼻内OVA(10%)激发 NSA处理剂量:20 mg/kg腹腔注射,每次OVA激发前30分钟 BMDC培养条件:GM-CSF(20 ng/mL)和IL-4(20 ng/mL),第5天加TNF-α(15 ng/mL) 过继转移模型:1×10^7 BMDCs尾静脉注射,共3次

摘要

背景 焦亡对于控制各种免疫细胞至关重要。然而,过敏原诱导的CD11c+树突状细胞(DC)焦亡在过敏性鼻炎(AR)中的作用仍不清楚。 方法 将小鼠分为对照组、AR组和坏死磺酰胺处理的AR组(AR+NSA组)。评估了过敏症状评分、OVA-sIgE滴度、血清IL-1β/IL-18水平、组织病理学特征和T辅助细胞相关细胞因子。通过免疫荧光分析检查CD11c/GSDMD-N阳性细胞。体外诱导小鼠CD11c+骨髓来源树突状细胞(BMDCs),用OVA/HDM刺激,用坏死磺酰胺(NSA)处理,并进一步与淋巴细胞共培养以评估BMDC功能。使用过继转移小鼠模型研究BMDC焦亡在过敏性鼻炎中的作用。 结果 抑制GSDMD-N介导的焦亡显著保护Th1/Th2/Th17失衡,并减轻AR模型中的炎症反应。在AR小鼠中,GSDMD-N主要与CD11c(DC标志物)共表达。在体外,OVA/HDM刺激以剂量依赖性方式增加焦亡形态异常和焦亡相关蛋白的表达;此外,抑制焦亡显著降低了焦亡形态和NLRP3、C-Caspase1和GSDMD-N的表达。此外,OVA诱导的BMDC焦亡影响CD4+ T细胞分化和相关细胞因子水平,导致Th1/Th2/Th17细胞失衡。然而,Th1/Th2/Th17细胞免疫失衡被NSA显著逆转。过继转移OVA负载的BMDCs促进了过敏性炎症,而给OVA负载的BMDCs施用NSA显著减少了AR炎症。 结论 过敏原诱导的树突状细胞焦亡通过GSDMD-N介导的焦亡促进过敏性鼻炎的发展,这为过敏性疾病的干预提供了线索。

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
过敏原诱导的CD11c+树突状细胞焦亡在过敏性鼻炎发病中的作用及其机制是什么?
核心机制
过敏原诱导的树突状细胞焦亡通过GSDMD-N介导,释放IL-1β和IL-18,增强抗原提呈能力,导致Th1/Th2/Th17免疫失衡,从而加重过敏性鼻炎。
主要证据
体内AR模型和过继转移模型中,NSA抑制GSDMD-N焦亡可减轻过敏性炎症;体外OVA/HDM刺激BMDCs诱导焦亡,以剂量依赖性方式增加NLRP3、C-Caspase1、GSDMD-N表达及MHC II表达,并影响CD4+T细胞分化。
研究意义
该研究为过敏性疾病的干预提供了潜在的线索。

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AR小鼠模型及观察焦亡标志

验证过敏性鼻炎模型中CD11c+树突状细胞焦亡的异常激活。

采用OVA致敏和激发建立AR小鼠模型,通过免疫荧光检测脾脏、鼻黏膜和鼻引流淋巴结中CD11c与GSDMD-N共表达,并通过ELISA检测血清IL-1β和IL-18水平。

2

评估NSA抑制焦亡对AR炎症和Th1/Th2/Th17细胞因子的影响

研究抑制GSDMD-N介导的焦亡是否减轻AR炎症并纠正Th1/Th2/Th17失衡。

记录过敏症状评分,检测OVA-sIgE滴度,鼻黏膜组织病理学染色评估嗜酸性粒细胞浸润和杯状细胞增生,并检测Th1/Th2/Th17相关细胞因子水平。

3

体外OVA/HDM刺激BMDCs诱导焦亡及NSA抑制作用

验证过敏原直接诱导BMDCs焦亡,并评估NSA的阻断效应。

从小鼠骨髓诱导BMDCs,用不同浓度OVA(100或500 μg/mL)或HDM(1或10 μg/mL)刺激,部分加NSA处理,通过扫描电镜观察焦亡形态,Western blot检测NLRP3、C-Caspase1、GSDMD-N表达,流式检测细胞死亡。

4

探究BMDC焦亡对T细胞分化和功能的影响

研究OVA诱导的BMDC焦亡是否影响CD4+T细胞分化和细胞因子分泌。

将不同处理的BMDCs与脾淋巴细胞共培养,通过流式细胞术检测Th1(CD4+T-bet+)、Th2(CD4+GATA3+)、Th17(CD4+RORγt+)细胞比例,RT-qPCR检测T-bet、GATA3、RORγt表达,并检测共培养上清中的细胞因子水平。

5

过继转移模型验证BMDC焦亡在体内促进AR炎症

通过体内过继转移实验确认OVA负载BMDCs焦亡促进过敏性炎症,并验证NSA的抑制作用。

将OVA负载BMDCs或不负载OVA的BMDCs静脉注射至接受者小鼠,部分BMDCs用NSA预处理,评估过敏症状、OVA-sIgE、鼻黏膜病理改变和细胞因子水平。

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
卵清蛋白Sigma--
氢氧化铝Pierce Chemical--
坏死磺酰胺Absinabs814352
粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子R&D410-MT-010
白细胞介素-4----
肿瘤坏死因子-αR&D410-MT-010
GSDMD-N抗体AffinityDF13758
CD11c抗体ServicebioGB11059
GSDMD-N抗体(脾脏)AffinityAF4013
CD117抗体Biossbs-2o717R
嗜酸性粒细胞阳离子蛋白抗体Proteintech55338-1-AP
IL-1β ELISA试剂盒BioswampMU30369
IL-18 ELISA试剂盒BioswampMU30380
OVA特异性IgE ELISA试剂盒BioswampMU30065
GSDMD-N抗体AffinityDF13758
NLRP3抗体NovusNBP212446
Caspase-1抗体ServicebioGB13483
GAPDH抗体ServicebioGB11002
Immobilon Western化学发光HRP底物Millipore--
RPMI 1640培养基----
红细胞裂解液----
Annexin V和7-AAD检测试剂盒Hangzhou Lianke Biotechnology Co., Ltd.--
APC-CD11c抗体BD Pharmingen561119
PE-CD80抗体BD Pharmingen561955
FITC-CD86抗体BD Pharmingen561962
PerCP-Cy5.5-MHC II抗体BD Pharmingen562363
CD4-FITC抗体BD553046
PB450-T-bet抗体BD563318
PB450-GATA3抗体BD563349
Qdot655-RORγt抗体BD564723
TRIzol试剂Invitrogen--
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Thermo Fisher Scientific--
FastStart Universal SYBR Green Master MixRoche--
扫描电子显微镜HitachiSU8100
SPSS软件IBM Corp.V.20.0
GraphPad Prism软件GraphPad Software9.0

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
小鼠品系、性别、年龄、体重;致敏剂量(OVA 100 μg,Al(OH)3 2 mg)、激发浓度(10% OVA)、NSA剂量(20 mg/kg)和给药方式(腹腔注射)
阅读提示:Materials and Methods: Animal model
过继转移模型
BMDC制备条件(GM-CSF和IL-4浓度、TNF-α诱导)、OVA负载浓度(500 μg/mL)、NSA预处理浓度(5 mM)、注射细胞数(1×10^7)、注射次数和时间(第0、2、4天)
阅读提示:Materials and Methods: Adoptive transfer murine model
BMDC体外培养与处理
细胞因子浓度(GM-CSF 20 ng/mL, IL-4 20 ng/mL, TNF-α 15 ng/mL)、刺激浓度(OVA 100/500 μg/mL, HDM 1/10 μg/mL)、NSA浓度(5 μM)、处理时间(第6天处理,第7天检测)
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture in vitro
流式细胞术
抗体组合及克隆号、染色时间、温度、细胞浓度
阅读提示:Materials and Methods: Flow cytometry
Western blotting
抗体稀释比例、孵育条件、曝光条件
阅读提示:Materials and Methods: Western blotting
RT-qPCR
引物序列、PCR程序(循环数、退火温度等)
阅读提示:Materials and Methods: Real-time quantitative PCR