中性粒细胞胞外陷阱通过内皮细胞衰老增强葡萄膜炎中的效应T细胞

Neutrophil extracellular traps potentiate effector T cells via endothelial senescence in uveitis.

作者信息Zuoyi Li, Zhuang Li, Yunwei Hu, Yanyan Xie, Yuxun Shi, Guanyu Chen, Jun Huang, Zhiqiang Xiao, Wenjie Zhu, Haixiang Huang, Minzhen Wang, Jianping Chen, Xiaoqing Chen, Dan Liang
PMID39846254
发布时间2025-01-23
DOI10.1172/jci.insight.180248

实验完整度

包含临床患者样本验证、EAU小鼠模型体内实验、体外RMECs与T细胞共培养功能实验,并采用中性粒细胞耗竭、DNase I处理、衰老和通路抑制剂进行机制验证。

主要模型

活动性AU患者及健康对照血浆样本 EAU小鼠模型 视网膜微血管内皮细胞(RMECs) 人CD4+T细胞与RMECs体外共培养体系

重点核对

患者纳入标准:活动性非感染性全葡萄膜炎,伴视网膜血管炎,且取样前至少1个月未接受全身免疫抑制或泼尼松治疗 EAU诱导:hIRBP1-20肽段免疫C57BL/6j雌性小鼠,辅以百日咳毒素 NETs定量:检测血浆/血清中cfDNA和MPO-DNA复合物水平 NETs处理RMECs:0.15 μg/mL NETs,或预先用100 U/mL DNase I处理(37°C,1小时) T细胞功能检测:RMECs与CD4+T细胞共培养后,流式检测CD69、TNF-α、IFN-γ和IL-17A表达

摘要

自身免疫性葡萄膜炎(AU)是一种威胁视力的眼部自身免疫性疾病,常表现为视网膜血管炎。据报道,在AU进展过程中,视网膜血管周围的中性粒细胞浸润增加,但其功能尚未完全明确。中性粒细胞胞外陷阱(NETs)由活化的中性粒细胞产生,被认为在自身免疫性疾病中具有有害作用。在此,我们发现活动性AU患者中NETs升高,并在实验性AU(EAU)小鼠模型中得到验证。耗竭中性粒细胞或用脱氧核糖核酸酶I(DNase I)降解NETs可减少视网膜和脾脏中CD4+效应T细胞(Teff)的浸润,从而缓解EAU。此外,我们发现EAU视网膜以及与NETs共培养的视网膜微血管内皮细胞(RMECs)中,粘附分子、选择素和抗原呈递分子的表达升高。被刺激的RMECs进一步促进CD4+T细胞粘附、活化和分化为Teff。机制上,NETs通过环状GMP-AMP合酶(cGAS)/干扰素基因刺激因子(STING)通路加速细胞衰老,从而触发RMEC活化。减缓衰老或抑制RMECs中的cGAS/STING通路可减少CD4+T细胞的活化和分化。这些结果表明NETs在AU中的有害作用。靶向NETs将提供一种有效的治疗方法。

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
NETs在自身免疫性葡萄膜炎(AU)中是否通过调节CD4+效应T细胞(Teff)发挥致病作用,其具体机制是什么?
核心机制
NETs通过激活cGAS/STING通路诱导视网膜微血管内皮细胞(RMECs)衰老,衰老的RMECs上调粘附分子和抗原呈递分子,增强CD4+T细胞粘附、活化及向Th1和Th17分化,从而促进AU的进展。
主要证据
临床患者活动期NETs升高;EAU小鼠中NETs升高,抗Ly6G或DNase I处理降低视网膜和脾脏CD4+T细胞浸润及Th1/Th17比例;体外NETs刺激RMECs增强T细胞粘附、活化和效应细胞分化;衰老标志物和cGAS/STING通路抑制剂(dasatinib、quercetin、fisetin、H151)逆转RMECs对T细胞的激活作用。
研究意义
本研究首次揭示NETs通过诱导RMEC衰老调节CD4+T细胞功能,促进AU发展,为理解AU发病机制提供了新视角,并提示靶向NETs可能成为AU的潜在治疗策略。

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

检测临床和EAU模型中NETs水平

验证NETs在AU患者和EAU小鼠中是否升高,以及其是否与疾病活动相关

收集AU患者和健康对照血浆,检测cfDNA和MPO-DNA复合物水平;在人中性粒细胞中刺激NETs产生并观察形态;检测EAU小鼠血清和视网膜中NETs相关标志物。

2

体内干预验证NETs对EAU的影响

验证中性粒细胞或NETs对EAU疾病严重程度和炎症浸润的作用

EAU小鼠分别用抗Ly6G抗体耗竭中性粒细胞或DNase I降解NETs,评估眼底表现、组织病理、视网膜和脾脏中免疫细胞浸润及细胞因子表达。

3

体外验证NETs对RMECs的激活作用

研究NETs是否直接激活RMECs并损害血视网膜屏障

将RMECs与NETs共培养,检测通透性、粘附分子和抗原呈递分子的表达。

4

共培养体系验证RMECs对T细胞功能的影响

验证NETs激活的RMECs能否促进CD4+T细胞粘附、活化和分化

将RMECs预处理后与人CD4+T细胞共培养,检测T细胞粘附数量、早期活化标志CD69和胞内细胞因子TNF-α、IFN-γ、IL-17A的表达。

5

探究NETs诱导RMECs衰老的机制

验证NETs是否通过cGAS/STING通路诱导RMECs衰老,并参与对T细胞的调节

检测EAU小鼠视网膜和RMECs中衰老标志物及cGAS/STING通路激活情况;使用衰老清除药物dasatinib、quercetin、fisetin和STING抑制剂H151处理RMECs,观察对T细胞功能的影响。

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
FicollCytiva17144003
CD4+T细胞富集试剂盒Stemcell17952
Quant-iT Picogreen dsDNA试剂盒InvitrogenP11496
抗MPO单克隆抗体R&D SystemsAF3667
细胞死亡检测ELISA试剂盒Roche11774425001
DNase I ELISA试剂盒LifeSpan BioSciencesLS-F16113
DNase I ELISA试剂盒LifeSpan BioSciencesLS-F4463
DNase I活性荧光检测试剂盒BeyotimeP0345M
PMASigmaP8139
重组人补体C5aMedChemExpressHY-P700862
抗H3Cit抗体Abcamab5103
抗NE抗体R&D SystemsMAB4517
Alexa Fluor二抗InvitrogenA-21432
Alexa Fluor二抗InvitrogenA32731
Alexa Fluor二抗InvitrogenA-21434
hIRBP1-20肽段Sangon Biotech--
不完全弗氏佐剂SigmaF5506
百日咳毒素List Labs#180
抗Ly6G抗体Biolegend127649
大鼠IgG2A同型对照抗体Biolegend400565
脱氧核糖核酸酶IRoche04536282001
Micron IV视网膜成像显微镜PHOENIX--
荧光素钠Sigma46955
ECM培养基ScienCell1001
达沙替尼MedChemExpressHY-10181
槲皮素MedChemExpressHY-18085
非瑟酮MedChemExpressHY-N0182
H151MedChemExpressHY-112693
Dynabeads人T细胞活化CD3/CD28磁珠Gibco11161
FITC-葡聚糖SigmaFD40S
衰老β-半乳糖苷酶染色试剂盒BeyotimeC0602
Zombie NIRBiolegend423105
抗小鼠CD45抗体Biolegend103248
抗小鼠CD31抗体eBioscience11-0311-81
抗人CD45抗体Biolegend304048
抗人CD16抗体Biolegend980112
抗人CD66b抗体Biolegend305117
抗人CD3抗体Biolegend317310
抗人CD8抗体Biolegend300934
抗人CD69抗体Biolegend310934
抗人CD31抗体Biolegend303132
抗人CD80抗体Biolegend305207
抗人CD86抗体Biolegend305412
抗人HLA-DR抗体Biolegend327018
抗人ICAM-1抗体Biolegend353105
抗人VCAM-1抗体Biolegend305815
抗人E-选择素抗体Biolegend384103
细胞刺激混合物eBioscience00-4975-93
抗小鼠IFN-γ抗体Biolegend505836
抗小鼠IL-17A抗体Biolegend506926
抗小鼠Foxp3抗体eBioscience11-5773-82
抗人IFN-γ抗体Biolegend506507
抗人IL-17A抗体Biolegend512310
抗人TNF-α抗体Biolegend376209
抗人P53抗体InvitrogenMA1-19551
抗人磷酸化P53抗体InvitrogenMA5-36928
抗人p-STING抗体Cell Signaling Technology43499
抗人P16抗体Cell Signaling Technology18769
抗人P21抗体Cell Signaling Technology2947
抗人p-IRF3抗体Cell Signaling Technology29047
Alexa Fluor二抗InvitrogenF-2765
Alexa Fluor二抗InvitrogenP-2771
小鼠TNF-α ELISA试剂盒ElabscienceE-HSEL-M0009
小鼠IL-1β ELISA试剂盒EbioscienceE-HSEL-M0001
小鼠CCL2 ELISA试剂盒Thermo Fisher88-7391-22
人IL-6 ELISA试剂盒Invitrogen88-7066-88
人IL-8 ELISA试剂盒Invitrogen88-8086-88
人IL-1β ELISA试剂盒Invitrogen88-7261-88
人CCL20 ELISA试剂盒RayBiotechP78556
RNA快速纯化试剂盒EScienceRN001
PrimeScript RT预混液TaKaRa--
SYBR Premix ExTaq IITaKaRa--
NanoDrop分光光度计NanoDrop TechnologiesND-100
含蛋白酶和磷酸酶抑制剂的裂解液KeyGEN BioTECHKGB5303
STING抗体Cell Signaling Technology13647
磷酸化STING抗体Cell Signaling Technology19781
IRF3抗体Cell Signaling Technology11904
磷酸化IRF3抗体Cell Signaling Technology29047
磷酸化p53抗体Cell Signaling Technology9284
P21抗体Cell Signaling Technology2947
P16抗体Cell Signaling Technology80772
P53抗体Cell Signaling Technology2524
β-肌动蛋白抗体Cell Signaling Technology4970
辣根过氧化物酶标记二抗Cell Signaling Technology7074
辣根过氧化物酶标记二抗Cell Signaling Technology7076

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
患者纳入与样本采集
患者为活动性非感染性全葡萄膜炎(包括特发性葡萄膜炎和Behcet's葡萄膜炎),伴视网膜血管炎;取样前至少1个月未接受全身免疫抑制或泼尼松治疗;血浆和中性粒细胞分离方法
阅读提示:Methods: Patient enrollment, Clinical sample collection
NETs检测
cfDNA和MPO-DNA复合物的检测方法及试剂;DNase I浓度和活性检测方法
阅读提示:Methods: Quantification of cfDNA and MPO-DNA complexes, DNase I level and activity
EAU诱导与治疗
小鼠品系(C57BL/6j雌性,6-8周);免疫原(hIRBP1-20,2 μg/mL)与佐剂(IFA含H37Ra 2.5 mg/mL);百日咳毒素剂量(200 ng/只,第0天和第2天);抗Ly6G抗体剂量(10 μg/g,每2天一次)或DNase I剂量(150 U/只,每日一次)
阅读提示:Methods: Mice, Induction and treatment of EAU
RMECs处理与T细胞共培养
RMECs来源和培养条件(ECM培养基,5% FBS);NETs浓度(0.15 μg/mL)及DNase I预处理条件(100 U/mL,37°C,1小时);senolytics和STING抑制剂浓度(dasatinib 100 nM、quercetin 10 μM、fisetin 10 μM、H151 10 μM);共培养时间(CD69检测6小时,细胞因子检测24小时)
阅读提示:Methods: RMEC treatment, T cell adhesion and activation assays
衰老与通路分析
SA-β-gal染色步骤;衰老标志物(P53、p-P53、P16、P21)检测方法(流式、WB、RT-qPCR);cGAS/STING通路激活(p-STING、p-IRF3)检测方法
阅读提示:Methods: SA-β-gal, Flow cytometry, WB assay, RT-qPCR; Figure 7 legends