血清CD203c+细胞外囊泡作为琥珀酰明胶诱导的围术期超敏反应的新型诊断和预后生物标志物

Serum CD203c+ Extracellular Vesicle Serves as a Novel Diagnostic and Prognostic Biomarker for Succinylated Gelatin Induced Perioperative Hypersensitive Reaction.

作者信息Zheng Qi, Qiong Xue, Haitao Wang, Bin Cao, Yu Su, Qinghe Xing, Jian-Jun Yang
PMID34650557
发布时间2021-09-28
DOI10.3389/fimmu.2021.732209

实验完整度

包含临床血清样本、原代嗜碱性粒细胞和肥大细胞系等多层级验证,并有功能相关性和诊断效能分析。

主要模型

人血清样本(20例HR患者,20例对照) 人外周血嗜碱性粒细胞 人肥大细胞系(HMCs)

重点核对

EVs分离方法(总外泌体分离试剂盒和超速离心) HR血清样本时间点(0H、治疗2H、24H) IL4刺激浓度(2、5、10 ng/ml) CD203c表达检测(流式细胞术) 炎症介质(组胺、类胰蛋白酶、IL1B、IL4、IL13、IL33)

摘要

背景:围术期超敏反应(HR)是一种IgE-FcεRI介导的超敏反应,伴有肥大细胞和嗜碱性粒细胞的脱颗粒和活化。多项研究致力于评估肥大细胞和嗜碱性粒细胞的脱颗粒和活化以诊断和预测药物诱导的HR的预后。然而,从人体来源中分离足够纯的肥大细胞和嗜碱性粒细胞以进行研究是具有挑战性的。能够评估体内肥大细胞和嗜碱性粒细胞活化的有效生物标志物可能具有较高的诊断和预后价值。在本研究中,我们调查了琥珀酰明胶诱导的HR患者血清中沉淀的EVs。方法:使用总外泌体分离试剂盒和超速离心分离细胞外囊泡(EVs),通过蛋白质印迹、透射电子显微镜和纳米颗粒跟踪分析进行表征。使用Basophil Isolation Kit II通过阴性选择从新鲜外周血中分离嗜碱性粒细胞。人肥大细胞系用IL4刺激。通过蛋白质印迹和流式细胞术评估与超敏反应相关的蛋白质表达水平。使用商业ELISA试剂盒检测组胺和类胰蛋白酶水平,通过qRT-PCR评估炎症介质的基因表达。使用受试者工作特征(ROC)曲线评估生物标志物预测HR的特异性和敏感性。结果:HR样本中EVs的浓度和CD63、FcεRI、CD203c和类胰蛋白酶的蛋白表达水平显著(p<0.05)增加。HR患者血清和嗜碱性粒细胞来源的EVs中肥大细胞/嗜碱性粒细胞特异性CD203c的表达水平显著增加,并且在IL4存在下,肥大细胞中CD203c+-EVs的产生显著增加,这与组胺、类胰蛋白酶和炎症介质呈正相关。此外,EVs浓度和CD203c表达的ROC曲线表明CD203c+-EVs对HR具有强大的诊断能力。结论:血清CD203c+-EVs可作为HR的新型诊断和预后生物标志物。

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
血清EVs是否可作为琥珀酰明胶诱导的围术期超敏反应(HR)的诊断和预后生物标志物?
核心机制
HR时肥大细胞和嗜碱性粒细胞活化,释放含CD63、CD203c、FcεRI和类胰蛋白酶的EVs,CD203c+-EVs水平与炎症介质相关。
主要证据
HR患者血清和嗜碱性粒细胞来源的EVs中CD203c表达显著增加;IL4刺激肥大细胞增加CD203c+-EVs产生;ROC曲线显示CD203c+-EVs对HR具有强诊断能力。
研究意义
血清CD203c+-EVs可作为HR的新型诊断和预后生物标志物,有助于临床诊断和预后评估。

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

EVs分离与表征

验证从血清中分离的EVs的完整性和纯度

使用总外泌体分离试剂盒和超速离心从血清中分离EVs,通过Western blot检测CD9、CD63、CD81,TEM观察形态,NTA测定粒径和浓度。

2

HR患者和对照血清EVs中标志物检测

比较HR和对照EVs中肥大细胞/嗜碱性粒细胞标志物表达差异

通过Western blot和流式细胞术检测EVs表面CD63、CD203c、FcεRI和类胰蛋白酶的表达。

3

嗜碱性粒细胞分离及EVs检测

验证HR患者嗜碱性粒细胞来源EVs中CD203c表达变化

用Basophil Isolation Kit II从外周血分离嗜碱性粒细胞,培养后收集上清超速离心分离EVs,流式检测CD203c+-EVs百分比。

4

IL4刺激人肥大细胞系

评估IL4对肥大细胞增殖和CD203c+-EVs产生的影响

用不同浓度IL4刺激HMCs,检测细胞增殖(BrdU)、EVs浓度和CD203c+-EVs百分比。

5

炎症介质检测及相关性分析

评估HR血清中组胺、类胰蛋白酶和炎症因子水平及其与EVs的相关性

ELISA检测组胺和类胰蛋白酶,qRT-PCR检测IL1B、IL4、IL13、IL33表达,并进行Pearson相关性分析。

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
总外泌体分离试剂盒Thermo Fisher Scientific4478360
NS300纳米颗粒分析仪Malvern Instruments--
100 nm聚苯乙烯微球Sigma-Aldrich--
Absolutely RNA 小提试剂盒Agilent Technologies--
Brilliant III 超快 SYBR® Green QPCR 预混液Agilent Technologies--
MX3005P QPCR 仪Agilent Technologies--
血清蛋白提取试剂盒BestBio--
CD9抗体ThermoFisher10626D
CD81抗体ThermoFisher10630D
CD63抗体ThermoFisher10628D
CD203c抗体Cell Signaling71414
FcεRI抗体Abcamab229889
类胰蛋白酶抗体Cell Signaling51550
组胺和类胰蛋白酶ELISA试剂盒Cloud-CloneSEB070Hu
嗜碱性粒细胞分离试剂盒 IIMiltenyi Biotec--
Ficoll密度梯度离心TianjinLDS1075
BeyoMag™ 磁力架BeyotimeFMS012
x-vivo 15培养基Lonza--
人肥大细胞系ProcellCP-H110
重组人IL4蛋白R&D6507-IL/CF
FITC标记抗CD63抗体Biolegend353005
PE标记抗CD203c抗体Biolegend324605
PE标记抗FcεRI抗体Biolegend334619
流式细胞仪Beckman Coulter--
BrdU-ELISA试剂盒Roche--
MULTISKAN FC酶标仪Thermo--

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
EVs分离
血清体积、试剂盒用量、离心条件(2000g 30min, 10000g 10min)
阅读提示:Methods: Human Serum-Derived EVs Isolation and Characterization
EVs表征
NTA稀释倍数(1:50)、测量温度25°C、每次测量时长30秒
阅读提示:Methods: Human Serum-Derived EVs Isolation and Characterization
细胞培养与刺激
细胞数量(2x10^6)、培养基(x-vivo 15)、IL4浓度(2,5,10ng/ml)及刺激时间(48h)
阅读提示:Methods: Mast Cells Stimulation and EVs Preparation
流式分析
EVs量(10μg)、抗体克隆号(#353005, #324605, #334619)、孵育时间(1h)
阅读提示:Methods: Flow Cytometer for EVs Specific Markers