巨细胞病毒感染通过激活同种异体皮肤移植小鼠中MyD88/NF-κB正反馈环路诱发炎症性肠病

Cytomegalovirus infection initiates inflammatory bowel disease by activating a positive MyD88/NF-κB feedback loop in allogeneic skin transplantation mice.

作者信息Ming-Xian Chen, Yu Chen, Rui Fu, Jie-Yi Wang, Sai-Yue Liu, Tang-Biao Shen
PMID40241182
期刊Virol J
发布时间2025-04-16
DOI10.1186/s12985-025-02725-7

实验完整度

包含体内模型(同种异体皮肤移植小鼠)、病毒突变株对照(hMIEP-eGFP K181)及基因敲除(MyD88−/−)验证,并通过功能实验(结肠通透性)和机制实验(NF-κB通路蛋白检测)双重验证。

主要模型

同种异体皮肤移植BALB/c小鼠(MCMV感染模型) MyD88基因敲除(Myd88−/−)BALB/c小鼠

重点核对

MCMV感染剂量:1×10^5 PFU,鼻内接种,于移植后第14天 免疫抑制:环孢素(CsA)12 mg/kg/d腹腔注射 基因型:MyD88(+/+) vs MyD88(−/−) BALB/c小鼠 时间点:感染后5、9、14、21、28天 对照:MEM对照,eGFP K181 vs hMIEP-eGFP K181

摘要

巨细胞病毒(CMV)感染是常见的。炎症性肠病(IBD)的特征是胃肠道的慢性炎症。CMV感染参与IBD的发病机制。髓系分化因子88(MyD88)/核因子-κB(NF-κB)信号通路的异常激活导致炎症细胞因子过度表达,是IBD发病的重要因素。本研究旨在探讨CMV感染对NF-κB活化的影响及其在IBD发病机制中的作用。由于BALB/c小鼠而非C57BL/6小鼠属于鼠巨细胞病毒(MCMV)易感品系,因此在MyD88(+/+)或MyD88敲除的Myd88(−/−)BALB/c(受体)小鼠和C57BL/6(供体)小鼠之间进行同种异体皮肤移植。此后,通过免疫抑制剂环孢素降低受体小鼠的免疫功能,这对于免疫受损小鼠中MCMV引起的IBD的发病机制具有重要意义。在同种异体皮肤移植后第14天,使用MCMV株K181-eGFP(eGFP K181)或hMIEP-eGFP K181(敲除MCMV IE1-3启动子)感染MyD88(+/+)BALB/c小鼠,同时使用eGFP K181感染MyD88(−/−)BALB/c小鼠。通过巢式聚合酶链反应检测MCMV DNA。通过苏木精-伊红染色评估结肠坏死和炎症细胞浸润。通过ELISA和免疫反应检测血清中肿瘤坏死因子-α、白细胞介素(IL)-1β、IL-6、IL-8、IL-12、鞭毛蛋白、脂多糖和髓过氧化物酶的水平。通过免疫印迹测量蛋白质水平。eGFP K181感染显著诱导同种异体皮肤移植小鼠的结肠通透性、坏死、炎症细胞浸润和炎症。与eGFP K181感染相比,hMIEP-eGFP K181感染显著抑制同种异体皮肤移植小鼠的结肠通透性、坏死、炎症细胞浸润和炎症。此外,MyD88依赖性NF-κB信号通路参与了eGFP K181诱导的同种异体皮肤移植小鼠结肠通透性和炎症的发病机制。我们的发现强调了CMV感染和Myd88/NF-κB信号通路在IBD中的重要性,并可能为IBD药物的开发提供新的方向。

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
CMV感染是否通过激活NF-κB信号通路参与IBD的发病机制,以及MyD88在其中的作用?
核心机制
MCMV感染激活MyD88依赖性NF-κB信号通路,并通过IE1-3蛋白促进MIEP活性,形成正反馈环路,导致炎症因子过度表达和结肠炎症。
主要证据
同种异体皮肤移植小鼠模型中,eGFP K181感染增加结肠通透性、坏死和炎症细胞浸润,并激活NF-κB通路;hMIEP-eGFP K181(IE1-3启动子敲除)抑制这些效应;MyD88敲除降低MCMV复制和NF-κB激活,减轻结肠炎症。
研究意义
本研究首次表明MCMV感染通过激活MyD88/NF-κB正反馈环路在同种异体皮肤移植小鼠中诱发IBD,为IBD药物的开发提供了新的方向。

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

建立同种异体皮肤移植免疫抑制小鼠模型

模拟免疫受损状态下MCMV感染的条件,用于研究IBD发病机制。

BALB/c(受体)和C57BL/6(供体)小鼠进行皮肤移植,移植后每日腹腔注射环孢素(CsA)12 mg/kg。

2

MCMV感染及感染确认

验证MCMV能否在移植小鼠结肠中建立感染并复制。

移植后第14天经鼻接种1×10^5 PFU eGFP K181或hMIEP-eGFP K181,通过免疫荧光检测eGFP,PCR检测MCMV DNA,Western blot检测IE1蛋白。

3

评估结肠损伤和屏障功能

检测MCMV感染对结肠组织病理和屏障功能的影响。

通过HE染色观察坏死和炎症细胞浸润,通过FITC-dextran实验测定结肠通透性。

4

检测炎症因子和NF-κB通路激活

验证MCMV感染是否激活MyD88/NF-κB信号通路并增加炎症因子水平。

ELISA检测血清TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8、IL-12、抗鞭毛蛋白IgG、抗LPS IgG;Western blot检测结肠组织中MyD88、TRIF、TRAF6、TAK1、IKKα、IKKβ、p65、p52表达。

5

验证IE1-3启动子的作用

确定MCMV IE1-3蛋白在NF-κB激活和结肠炎症中的作用。

比较eGFP K181和hMIEP-eGFP K181(IE1-3启动子敲除)感染后的病毒复制、结肠损伤和NF-κB通路激活。

6

验证MyD88依赖性

证实MCMV诱导的NF-κB激活和结肠炎症依赖于MyD88。

在MyD88(+/+)和MyD88(−/−)小鼠中感染eGFP K181,比较病毒复制、结肠损伤和NF-κB通路激活。

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。

验证细胞功能变化
验证免疫效应
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
最低必需培养基Gibco--
胎牛血清Invitrogen Corporation--
环孢素MedChemExpress LLCHY-B0579
QIAamp组织试剂盒Qiagen--
Taqman基因表达预混液----
ABI 7500快速系统----
FITC-葡聚糖Sigma-AldrichFD500
TNF-α ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M3063
IL-1β ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0037
IL-6 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0044
IL-8 ELISA试剂盒Beijing Solarbio Science & Technology Co., LtdSEKM-0046
IL-12 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M3062
MPO ELISA试剂盒Abcamab285307
鞭毛蛋白Sigma-AldrichSRP8029
脂多糖Sigma-Aldrich297-473-0
山羊抗小鼠IgGAbcamab214879
抗MCMV IE1抗体KA&M-BIOQM0866R
抗IKKα抗体Abcamab32041
抗IKKβ抗体Abcamab32135
抗p65抗体Abcamab16502
抗p52抗体Abcamab264236
抗TRIF抗体InvitrogenPA1-20824
抗MyD88抗体Abcamab2064
抗TRAF6抗体Abcamab40675
抗TAK1抗体Abcamab109526
抗GAPDH抗体Proteintech Group, Inc.60004-1-1G

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
动物模型
小鼠品系、性别、年龄、基因型;移植方式;CsA剂量和给药途径
阅读提示:Methods: Mice, Skin transplantation models
病毒感染
MCMV株、剂量(PFU)、接种途径、感染时间点
阅读提示:Methods: Skin transplantation models, Results: eGFP K181 infection increased colon permeability
检测时间点
感染后取样时间点(5、9、14、21、28天)
阅读提示:Methods: Skin transplantation models
结肠通透性测定
FITC-dextran分子量、浓度、给药体积、时间
阅读提示:Methods: Measuring the epithelial barrier permeability in mice
炎症因子检测
ELISA试剂盒货号、样本类型(血清/组织)、检测时间点
阅读提示:Methods: ELISA
信号通路蛋白检测
抗体信息(品牌、货号)、蛋白提取方法
阅读提示:Methods: Western blot