白细胞介素-27是甲状腺相关眼病成纤维细胞重塑的多靶点调节因子

Interleukin-27 is a multitarget regulator of fibroblast remodeling in thyroid-associated ophthalmopathy.

作者信息Pengbo Zhang, Xiaofang Wang, Nanji Lu, Yan Nie, Xibo Zhang, Longqian Liu
PMID41362621
期刊iScience
发布时间2025-11-10
DOI10.1016/j.isci.2025.113982

实验完整度

包含患者样本、原代细胞培养、体外功能实验(炎症、纤维化、脂肪生成)、机制分析(p38、AKT、ROS)和生信分析,但缺乏体内验证。

主要模型

原代眼眶成纤维细胞(来自TAO患者和正常对照) CD90+眼眶成纤维细胞 CD90−眼眶成纤维细胞 TAO患者血清队列

重点核对

重组人IL-27浓度(0-200 ng/mL) TGF-β1(10 ng/mL)和IGF-1(100 ng/mL)处理 缺氧条件(低氧培养) siRNA敲低IL-27Ra(序列:5'-UGGAGAAAGAAGAGGAUUU-3') 抑制剂和激活剂(SB203580、MK2206、SC79、NAC、H2O2、Anisomycin)

摘要

甲状腺相关眼病(TAO)以炎症和组织重塑(包括纤维化和脂肪生成)为特征。在此,我们将白细胞介素-27(IL-27)确定为TAO中的负反馈免疫调节剂。与健康对照和炎症性疾病对照相比,TAO患者的血清IL-27α水平显著升高。在眼眶成纤维细胞(OFs)中,外源性IL-27抑制了IL-1β诱导的促炎细胞因子,并减少了缺氧诱导的NLRP3炎症小体激活。IL-27还通过p38 MAPK信号减弱了CD90+ OFs中TGF-β驱动的纤维化。此外,在CD90− OFs中,IL-27通过抑制AKT信号并以ROS依赖性方式抑制缺氧诱导的脂肪生成,从而抑制脂肪生成分化。我们的结果表明,IL-27信号作为多功能调节剂和负反馈调节器,有助于限制TAO的病理进展。

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
IL-27在甲状腺相关眼病(TAO)的炎症和眼眶组织重塑中扮演何种角色?
核心机制
IL-27通过抑制IL-1β诱导的促炎细胞因子和NLRP3炎症小体激活、通过p38 MAPK信号抑制TGF-β驱动的纤维化、通过抑制AKT信号和ROS依赖性途径抑制脂肪生成,发挥多效性负反馈调节作用。
主要证据
患者血清IL-27α水平升高,组织及成纤维细胞中IL-27α/IL-27Ra表达增加;体外实验显示IL-27抑制炎症、纤维化和脂肪生成,机制涉及p38、AKT、ROS通路。
研究意义
IL-27可能作为TAO的潜在生物标志物,并为开发新型生物疗法提供思路。

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

患者样本分析

检测TAO患者血清和眼眶组织中IL-27α及IL-27Ra的表达水平。

收集TAO、正常对照及疾病对照的血清,以及TAO和正常对照的眼眶组织,通过ELISA、免疫组化、免疫印迹检测IL-27α/IL-27Ra水平,并分析其与临床指标的相关性。

2

炎症反应检测

评估IL-27对IL-1β诱导的促炎细胞因子和NLRP3炎症小体激活的影响。

用IL-1β刺激TAO-OFs,并给予IL-27处理,通过qPCR检测炎症因子表达,通过免疫荧光检测NLRP3表达。

3

纤维化模型

检测IL-27对TGF-β诱导的纤维化及p38 MAPK通路的影响。

用TGF-β1或IGF-1刺激CD90+ TAO-OFs,并给予IL-27处理,通过免疫印迹检测纤维化标志物(COL1A1, α-SMA)和通路蛋白(p38, p65, Smad)的表达,并通过划痕实验评估细胞迁移。

4

脂肪生成模型

检测IL-27对IGF-1或缺氧诱导的脂肪生成及AKT/ROS通路的影响。

用脂肪分化培养基(含IGF-1或胰岛素)诱导CD90− TAO-OFs,并给予IL-27处理,通过免疫印迹检测脂肪生成标志物(PPARγ, ADRP)和通路蛋白(AKT, HIF-1α),通过油红O染色检测脂滴形成,通过流式细胞术检测ROS水平。

5

转录组分析

整合分析IL-27在眼眶连接组织中的免疫浸润和基因共表达网络。

利用公共数据库(GSE58331等)的转录组数据,进行差异表达、免疫浸润(ssGSVA)、加权基因共表达网络分析(WGCNA)和转录因子预测。

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
ELISA试剂盒CusabioCSB-E08464h
杜氏改良Eagle培养基GibcoC11885500BT
胎牛血清TransGenFS201-02
重组人LR3胰岛素样生长因子-1PrimeGene105-03
重组人TGF beta 1蛋白ProteintechHZ-1011
重组人IL-1βnovoproteinGMP-CG93
重组人IL-27蛋白ProteintechHZ-1275
胰岛素TargetMolT8221
泛酸SigmaP5155
生物素SigmaB4639
三碘甲状腺原氨酸SigmaT2877
转铁蛋白SigmaT8158
3-异丁基-1-甲基黄嘌呤SigmaI5879
地塞米松SigmaD4902
卡巴前列环素Cayman18210
N-乙酰-L-半胱氨酸SolarbioIA0050
过氧化氢AladdinH433857
MK2206TargetMolT62609
SC79TargetMolT2274
SB203580TargetMolT1764
茴香霉素TargetMolT6758
TakinibTargetMolT4264
StatticTargetMolT6308
TRIzol试剂Thermo15596018CN
cDNA合成试剂盒TransGenAT311
TransScript® RT SuperMix试剂盒TransGenAU341
细胞计数试剂盒-8MedChemExpressHY-K0301
ROS检测试剂盒(FITC)BeyotimeS0033S-1
DAPIBeyotimeC1006
靶向IL-27Ra的siRNASango BiotechN/A
siRNA阴性对照Sango BiotechN/A
IL-27单克隆抗体Proteintech66164-1-Ig
I型胶原小鼠单克隆抗体Proteintech67288-1-Ig
NF-κBp65多克隆抗体Proteintech10745-1-AP
ADPR重组抗体Proteintech80362-2-RR
平滑肌肌动蛋白特异性重组抗体Proteintech80008-1-RR
PPARγ多克隆抗体Proteintech16643-1-AP
TNF-α多克隆抗体Proteintech17590-1-AP
IL-1β多克隆抗体Proteintech16806-1-AP
IL-6多克隆抗体Proteintech21865-1-AP
Multi-rAb HRP-山羊抗兔重组二抗(H+L)ProteintechRGAR001
Multi-rAb HRP-山羊抗小鼠重组二抗(H+L)ProteintechRGAM001
Multi-rAb™ CoraLite® Plus 488-山羊抗兔重组二抗(H+L)ProteintechRGAR002
GAPDH单克隆抗体Proteintech60004-1-Ig
STAT3多克隆抗体Proteintech10253-2-AP
抗WSX-1抗体Abcamab281998
β-肌动蛋白兔单克隆抗体ABclonalAC026
磷酸化NF-κB p65兔单克隆抗体Cell Signaling Technology3033
Smad2 (D43B4) XP® 兔单克隆抗体Cell Signaling Technology5339
磷酸化SMAD2 (Ser465/467) (138D4) 兔单克隆抗体Cell Signaling Technology3108
SMAD3 (C67H9) 兔单克隆抗体Cell Signaling Technology9523
磷酸化SMAD3 (Ser423/425) (C25A9) 兔单克隆抗体Cell Signaling Technology9520
Akt(pan)(C67E7) 兔单克隆抗体Cell Signaling Technology4691
磷酸化Akt (Ser473) (D9E) XP® 兔单克隆抗体Cell Signaling Technology4060
磷酸化Stat3 (Tyr705) (D3A7) XP® 兔单克隆抗体Cell Signaling Technology9145
p38 MAPK抗体Affinity BiosciencesAF6456
磷酸化p38 MAPK (Thr180/Tyr182) 抗体Affinity BiosciencesAF4001
ERK1/2抗体Affinity BiosciencesAF0155
磷酸化ERK1/2 (Thr202/Tyr204) 抗体Affinity BiosciencesAF1015
JNK1/2/3抗体Affinity BiosciencesAF6319
磷酸化JNK1/2/3 (Thr183+Tyr185) 抗体Affinity BiosciencesAF3318
HIF-1α多克隆抗体ImmunowayYT2133
FITC小鼠抗人CD90BD Bioscience555595
IL27R兔多克隆抗体Biossbs-2711R
磷酸化STAT1 (S727) 重组兔单克隆抗体HUABIOET1611-20
KD验证的抗STAT1重组兔单克隆抗体GenuIN61713

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
患者样本采集
血清样本分组(TAO、NC、UV、OC、GD)及样本量,组织样本来源(TAO、NC),临床活动度评分(CAS)
阅读提示:STAR Methods - Human participants 和 Human tissue donors,Table 1和Table 2
细胞培养与处理
原代眼眶成纤维细胞培养条件(DMEM+10% FBS,37°C, 5% CO2),细胞代数(P3-P8),细胞因子浓度(TGF-β1 10 ng/mL,IGF-1 100 ng/mL,IL-1β 10 ng/mL,IL-27 0-200 ng/mL),处理时间
阅读提示:STAR Methods - Primary cell cultures 和 Cytokine and growth factor treatments
炎症检测
qPCR引物序列,IL-1β刺激浓度(10 ng/mL),IL-27预处理浓度(100 ng/mL),处理24小时,检测基因(IL-6, IL-8, ICAM-1, HAS1, HAS3)
阅读提示:STAR Methods - RNA isolation and qRT-PCR,Figure 3C-3H
纤维化检测
TGF-β1浓度(10 ng/mL)和IL-27浓度梯度(0-100 ng/mL),CD90+ OFs分离,p38抑制剂(SB203580 10 μM)和激活剂(anisomycin 20 ng/mL)处理方案
阅读提示:STAR Methods - Small-molecule modulators 和 Wound-healing migration assay,Figure 4
脂肪生成检测
脂肪分化培养基配方(IBMX 0.1 mM, dexamethasone 1 μM, insulin 1 μM 或 IGF-1 10 ng/mL),处理时间(4天或10天),缺氧条件(第四天),IL-27处理浓度,AKT抑制剂(MK2206 1 μM)和激活剂(SC79 10 μM)
阅读提示:STAR Methods - Adipogenic differentiation protocols,Figure 5
机制验证
siRNA敲低IL-27Ra序列(5'-UGGAGAAAGAAGAGGAUUU-3'),STAT3抑制剂(Stattic 10 μM),TAK1抑制剂(Takinib 10 μM),急性IL-27刺激时间(5分钟)
阅读提示:STAR Methods - Small-molecule modulators 和 siRNA transfection,Figure S4H