CD131通过促进巨噬细胞浸润参与溃疡性结肠炎发病机制

CD131 contributes to ulcerative colitis pathogenesis by promoting macrophage infiltration.

作者信息Zhiyuan Wu, Lindi Liu, Chenchen He, Lin Xiao, Duo Yun, Junliang Chen, Zhihao Liu, Wenjun Li, Qingjie Lv, Xiaodong Tan
PMID40586774
期刊Elife
发布时间2025-06-30
DOI10.7554/eLife.102637

实验完整度

包含体外细胞实验、小鼠模型、临床样本和组学分析,但缺乏细胞特异性敲除等直接功能验证,且部分实验细节不完整。

主要模型

DSS诱导的小鼠结肠炎模型(C57BL/6J野生型及CD131杂合敲除小鼠) RAW 264.7小鼠巨噬细胞系 溃疡性结肠炎患者结肠组织标本

重点核对

DSS浓度2%(wt/vol)和给药时间7天 CD131缺陷小鼠为杂合敲除(Csf2rb+/-) 巨噬细胞耗竭采用氯膦酸脂质体腹腔注射(200 μl,DSS开始前3天和开始后2天) 抗CCL4抗体尾静脉注射(200 μg,DSS开始当天和3天后) RAW 264.7细胞用rm-GM-CSF(20 ng/ml)刺激24小时

摘要

背景:溃疡性结肠炎(UC)是一组主要影响结肠的慢性炎症性肠病。UC的确切病因仍不清楚。CD131是介导造血生长因子粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)和白细胞介素-3(IL-3)作用的受体亚基,这些因子调节多种炎症反应。这些细胞因子对肠道炎症的多效性作用表明,有其他因素影响其整体功能,其中受体可能发挥作用。方法:在本研究中,我们通过饮用水中给予葡聚糖硫酸钠(DSS)建立小鼠结肠炎模型,研究了CD131在UC发病机制中的作用。结果:通过比较野生型和CD131缺陷小鼠的免疫和炎症反应,我们发现CD131促进了DSS诱导的小鼠结肠炎,并与组织浸润巨噬细胞协同作用。此外,CD131可能通过CCL4促进巨噬细胞和T细胞向结肠的趋化。另外,我们分析了UC患者的临床数据和病理标本,发现CD131与肠道炎症的内镜和病理严重程度相关。结论:本研究为理解GM-CSF和IL-3在肠道中的作用机制提供了新的途径,这将有助于治疗方法的发展。

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
CD131(GM-CSF和IL-3的共有受体亚基)在溃疡性结肠炎(UC)发病机制中的作用及其机制。
核心机制
CD131通过促进巨噬细胞和T细胞向结肠的趋化(由CCL4介导),并与组织浸润巨噬细胞协同作用,从而加重DSS诱导的小鼠结肠炎。
主要证据
在DSS诱导的结肠炎模型中,CD131缺陷小鼠较野生型小鼠表现出较轻的体重下降、结肠缩短、组织破坏和炎症因子表达;巨噬细胞耗竭和抗CCL4抗体处理减轻了野生型小鼠的结肠炎;体外实验显示rm-GM-CSF刺激RAW 264.7细胞增强TNF表达和增殖。
研究意义
本研究为理解GM-CSF和IL-3在肠道的作用机制提供了新途径,有助于开发治疗IBD的方法,特别是可能指导选择对沙格司亭(sargramostim)治疗有更好反应的患者。

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

CD131表达分析

检测CD131(Csf2rb)在结肠炎中的表达变化。

通过分析基因表达数据集和RT-qPCR检测DSS处理小鼠结肠组织中Csf2rb mRNA水平。

2

CD131功能验证(小鼠模型)

评估CD131缺失对DSS诱导结肠炎的影响。

比较野生型和CD131杂合敲除小鼠在DSS处理后的体重变化、结肠长度、组织学损伤、中性粒细胞浸润和炎症因子表达。

3

转录组分析

探索CD131相关的免疫细胞浸润和信号通路。

对结肠组织进行RNA-seq,进行免疫细胞浸润分析、GSEA和差异表达基因分析。

4

巨噬细胞功能验证

验证巨噬细胞在CD131介导结肠炎中的作用。

通过流式细胞术检测结肠巨噬细胞数量,使用氯膦酸脂质体耗竭巨噬细胞,并检测巨噬细胞TNF表达。

5

体外巨噬细胞刺激实验

验证CD131信号对巨噬细胞促炎功能的影响。

用rm-GM-CSF刺激RAW 264.7细胞,检测Tnf mRNA表达和细胞增殖。

6

趋化因子CCL4作用验证

验证CCL4是否介导CD131对巨噬细胞和T细胞趋化的影响。

检测结肠组织中Ccl4 mRNA表达,并用抗CCL4抗体处理小鼠观察巨噬细胞和T细胞浸润及炎症指标。

7

临床样本验证

评估CD131表达与UC患者临床严重程度的相关性。

分析UC患者结肠组织CSF2RB表达和CD131免疫组化染色,并与内镜和病理指数及巨噬细胞、T细胞浸润相关性分析。

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
葡聚糖硫酸钠MP Biomedicals160110
PBS脂质体Liposoma BV--
抗小鼠CCL4抗体BioLegend--
IgG2b-κ同型对照抗体BioLegend--
胶原酶ISigma-Aldrich--
胶原酶XISigma-Aldrich--
脱氧核糖核酸酶IGlpBio--
透明质酸酶Solarbio--
40微米细胞滤网Biosharp--
红细胞裂解液Solarbio--
DMEM培养基Solarbio11995
胎牛血清Procell--
重组小鼠GM-CSFPeprotech--
CFSE细胞分裂示踪试剂盒BioLegend--
甲醛Solarbio--
LSRFortessa流式细胞仪BD Biosciences--
Zombie UV可固定活力试剂盒BioLegend--
抗CD16/CD32抗体eBioscience--
抗CD326(EpCAM)-APC抗体eBioscience--
抗CD45.2-FITC抗体BioLegend--
抗CD11b-Pacific Blue抗体BioLegend--
抗Ly-6G-PerCP-Cy5.5抗体BD Biosciences--
抗F4/80-Brilliant Violet 510抗体BioLegend--
抗I-A/I-E-Brilliant Violet 605抗体BioLegend--
抗Ly-6C-Brilliant Violet 650抗体BioLegend--
抗CD3-APC-Cy7抗体BD Biosciences--
抗CD19-PE-CF594抗体BD Biosciences--
抗CD11c-PE-Cy7抗体BD Biosciences--
抗CD131-PE抗体BD Biosciences--
抗TNF-PE抗体BD Biosciences--
抗IgG1, κ-PE抗体BD Biosciences--
牛血清白蛋白Solarbio--
透化缓冲液eBioscience--
ECLIPSE Ci数字扫描仪Nikon--
抗CD131抗体Proteintech--
抗CD68抗体eBioscience克隆号KP1
抗CD3抗体eBioscience克隆号UCHT1
Willy缓冲液----
蛋白酶KGlpBio--
2×快速Taq预混液Vazyme--
琼脂糖----
引物对Sangon Biotech--
TRIzol试剂Vazyme--
NanoPhotometer N50分光光度计Implen--
HiScript III逆转录预混液Vazyme--
ChamQ通用SYBR qPCR预混液Vazyme--
7500 Fast实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
TRIzol试剂Invitrogen--
2100生物分析仪Agilent--
NEBNext Ultra RNA文库制备试剂盒(Illumina)New England Biolabs--
NovaSeq 6000测序系统Illumina--

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
小鼠结肠炎模型
DSS浓度2%(wt/vol),处理7天,小鼠周龄8-10周,体重至少18g,每组至少5只
阅读提示:Methods: Chemically induced experimental colitis and in vivo interventions
CD131缺陷小鼠
CD131杂合敲除小鼠(Csf2rb+/-)的基因型确认,Csf2rb mRNA表达水平
阅读提示:Methods: Mice; PCR genotyping
巨噬细胞耗竭
氯膦酸脂质体剂量200μl腹腔注射,时间点(DSS开始前3天和开始后2天)
阅读提示:Methods: Monocyte depletion
趋化因子阻断
抗CCL4抗体剂量200μg尾静脉注射,时间点(DSS开始当天和3天后)
阅读提示:Methods: Anti-CCL4
体外细胞刺激
RAW 264.7细胞培养条件(DMEM+10%FBS),rm-GM-CSF浓度20 ng/ml,刺激24小时
阅读提示:Methods: Cell culture and in vitro interventions
临床样本分析
UC患者纳入标准(手术及病理确诊),样本量29例,CD131免疫组化评分方法
阅读提示:Methods: Human; Histology