ILC2通过增强Th17细胞反应调节BPD小鼠模型中的高氧诱导肺损伤

ILC2 regulates hyperoxia-induced lung injury via an enhanced Th17 cell response in the BPD mouse model.

作者信息Yue Zhu, Lanlan Mi, Hongyan Lu, Huimin Ju, Xiaobo Hao, Suqing Xu
PMID37254088
发布时间2023-05-30
DOI10.1186/s12890-023-02474-9

实验完整度

高

包含高氧诱导BPD小鼠模型、流式细胞术、ELISA、RT-qPCR、ILC2耗竭和过继输注等体内功能验证及机制验证。

主要模型

高氧诱导BPD小鼠模型(C57BL/6新生小鼠) ILC2过继输注小鼠模型

重点核对

新生C57BL/6小鼠出生后立即暴露于85% O2,持续14天 ILC2耗竭:7天和10天龄腹腔注射抗CD90.2抗体(50 µg/天) ILC2过继输注:7天龄尾静脉注射3×10^5个分选ILC2

摘要

背景:近期研究关注免疫细胞和免疫反应在支气管肺发育不良(BPD)发病机制中的作用,但确切机制尚未阐明。先前,我们探讨了2型固有淋巴细胞(ILC2)在BPD肺部免疫网络中的关键作用。在此,我们研究了Th17细胞反应在BPD高氧诱导肺损伤中的作用,以及ILC2与Th17细胞反应之间的关系。方法:构建高氧诱导的BPD小鼠模型,通过苏木精-伊红染色评估肺组织的病理变化。采用流式细胞术检测Th17细胞、ILC2和IL-6+ILC2的水平。通过ELISA检测BPD小鼠血清和肺组织中IL-6、IL-17A、IL-17F和IL-22的表达水平。为进一步证实ILC2与Th17细胞分化之间的关系,在BPD小鼠中进行了ILC2耗竭。此外,我们使用免疫磁珠富集ILC2,然后流式分选小鼠肺CD45+Lin-CD90.2+Sca-1+ILC2。将分选的ILC2通过尾静脉注射到BPD小鼠中。ILC2过继输注后,检测BPD小鼠中Th17细胞反应和肺损伤的变化。结果:在BPD小鼠中,Th17细胞和Th17细胞相关细胞因子(包括IL-17A、IL-17F和IL-22)的表达水平显著增加。同时,在高氧诱导的肺损伤期间,ILC2和IL-6+ILC2的数量显著增加,与Th17细胞反应的趋势一致。与对照组BPD组相比,ILC2耗竭部分消除了Th17细胞反应,并在高氧后对肺损伤具有保护作用。此外,ILC2的过继转移增强了Th17细胞反应并加重了BPD小鼠的肺损伤。结论:本研究发现ILC2通过靶向Th17细胞反应调节BPD中的高氧诱导肺损伤,这为BPD免疫治疗提供了一种新策略。

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
ILC2是否通过调节Th17细胞反应参与高氧诱导的BPD肺损伤及其机制。
核心机制
高氧诱导ILC2活化,ILC2来源的IL-6促进Th17细胞分化,增强Th17细胞反应,从而加重肺损伤。
主要证据
BPD小鼠肺组织中Th17细胞及IL-17A、IL-17F、IL-22水平升高,ILC2和IL-6+ILC2增加;ILC2耗竭降低Th17细胞反应并减轻肺损伤,而ILC2过继输注增强Th17细胞反应并加重肺损伤。
研究意义
抑制ILC2-Th17免疫轴可能有助于限制BPD的发展,为BPD免疫治疗提供新策略。

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

构建高氧诱导BPD小鼠模型

模拟BPD的肺损伤病理变化。

新生C57BL/6小鼠出生后立即暴露于85% O2,持续14天,建立BPD模型。

2

评估肺组织病理变化

验证BPD模型是否成功建立,并评估肺损伤程度。

通过H&E染色观察肺泡结构,计算RAC和肺损伤评分;PAS染色检测糖原含量。

3

检测Th17细胞反应

明确BPD中Th17细胞及其相关细胞因子的表达变化。

采用流式细胞术检测肺组织中CD45+CD4+IL-17A+Th17细胞比例;ELISA检测血清和肺组织中IL-17A、IL-17F、IL-22水平。

4

检测ILC2及其IL-6表达

观察ILC2在BPD中的变化及IL-6表达。

流式细胞术检测CD45+Lin-CD90.2+Sca-1+ILC2比例;分选ILC2后进行Wright-Giemsa染色;RT-qPCR和ELISA检测IL-6表达。

5

ILC2耗竭实验

验证ILC2对Th17细胞反应和肺损伤的影响。

在高氧暴露期间,向新生小鼠腹腔注射抗CD90.2抗体耗竭ILC2,检测Th17细胞水平、细胞因子表达和肺损伤变化。

6

ILC2过继输注实验

验证外源性ILC2对Th17细胞反应和肺损伤的影响。

分选ILC2(CD45+Lin-CD90.2+Sca-1+),经尾静脉注射到新生小鼠,检测Th17细胞、细胞因子和肺损伤变化。

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
胶原酶ARoche--
BV510抗CD45抗体BioLegend103138
FITC抗Lineage抗体BioLegend133302
PE抗CD90.2抗体BioLegend105308
APC抗Sca-1抗体ElabscienceE-AB-F1191UE
PE抗CD4抗体InvitrogenMA5-17451
FITC抗IL-17A抗体Invitrogen11-7177-81
IL-6抗体(eFluor450)Invitrogen48-7061-82
佛波醇-12-豆蔻酸酯-13-乙酸酯Sigma-Aldrich--
细胞筛网(70 μm)BD--
BD FACS Canto流式细胞仪BD--
抗CD90.2抗体BioLegendE-AB-F10940
小鼠ILC2富集试剂盒STEMCELL Technologies--
BD FACS Aria II流式细胞分选仪BD--
Cy7 Dic18荧光染料MCE--
Spectrum CT成像系统PerkinElmer--
TRIzol试剂Invitrogen--
反转录试剂盒Thermo Fisher Scientific--
罗氏Light Cycler序列检测系统Roche--
IL-17A、IL-17F、IL-22 ELISA试剂盒Multi Sciences (Lianke) Biotech--
IL-6 ELISA试剂盒eBioscience--
Image-Pro Plus III图像分析软件Media Cybernetics--

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
BPD模型建立
小鼠品系、氧浓度、暴露时间、对照组设置
阅读提示:见Materials and methods - Mice and BPD model,及图1图例
流式细胞术
抗体克隆号及荧光标记、细胞处理(胶原酶消化时间)、PMA刺激浓度和时间
阅读提示:见Materials and methods - Flow cytometry analysis,及图2、图3图例
ILC2耗竭
抗CD90.2抗体剂量、注射时间和途径、对照组IgG
阅读提示:见Materials and methods - ILC2 depletion,及图4图例
ILC2过继输注
分选ILC2的表型、细胞数量、注射时间和途径、荧光标记
阅读提示:见Materials and methods - ILC2 sorting and adoptive transfusion,及图6图例
ELISA检测
检测指标(IL-6、IL-17A、IL-17F、IL-22)、样本来源(血清、肺组织)、试剂盒品牌
阅读提示:见Materials and methods - ELISA,及图4、图7图例