白细胞介素1β介导变应性鼻炎鼻黏膜上皮屏障功能障碍的发病机制

Interleukin 1β Mediates the Pathogenesis of Nasal Mucosal Epithelial Barrier Dysfunction in Allergic Rhinitis.

作者信息Hanrui Wang, Xiaoyu Song, Yao Wang, Ting Yang, Wanchen Liu, Yakui Mou, Chao Ren, Xicheng Song
PMID39588138
发布时间2024-11-19
DOI10.2147/JIR.S488340

实验完整度

包含DerP1诱导的AR小鼠模型和人鼻黏膜上皮细胞体外实验两个独立证据层级,并进行了IL-1β直接刺激和抑制剂干预的功能验证及机制验证。

主要模型

C57BL/6小鼠AR模型(DerP1诱导) 人鼻黏膜上皮细胞(HNEpCs) CD4+ T细胞

重点核对

小鼠模型:6-8周龄雄性C57BL/6小鼠,DerP1致敏(第1天1μg,第8-12天10μg/天,鼻内给药) 细胞实验:HNEpCs用DerP1(40 µg/mL)或IL-1β(10 pg/mL)处理24小时 抑制剂处理:Diacerein(50 µM)、AF12198(10 nM)、Belnacasan(50 µM)预处理2小时 CD4+ T细胞用IL-1β(10 pg/mL)刺激24小时,AF12198(10 nM)预处理

摘要

背景:鼻黏膜上皮屏障是变应性鼻炎(AR)的主要部位。白细胞介素-1β(IL-1β)作为免疫炎症中的关键因子,不仅在超敏反应中起关键作用,还影响消化道黏膜和皮肤上皮屏障。然而,IL-1β在AR鼻黏膜上皮屏障中的作用尚未见报道,本研究旨在探讨其作用及可能机制。方法:使用屋尘螨主要变应原DerP1构建AR小鼠模型并刺激人鼻黏膜上皮细胞(HNEpCs),观察小鼠鼻黏膜和HNEpCs中IL-1β及上皮屏障指标CLDN1和OCLN的表达变化。然后,通过外源性IL-1β刺激和药理抑制IL-1β或其受体IL-1R1来探索可能的作用机制。结果:结果显示,DerP1刺激的小鼠鼻黏膜或人HNEpCs中IL-1β表达升高,CLDN1和OCLN表达降低,且IL-1β可直接导致HNEpCs上皮屏障指标表达降低。此外,抑制IL-1β或IL-1R1可有效减轻上皮屏障损伤。结论:IL-1β对AR鼻黏膜上皮屏障具有破坏作用,抑制IL-1β或其受体IL-1R1可有效保护鼻黏膜屏障。IL-1β是AR治疗的潜在靶点。

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
IL-1β在变应性鼻炎鼻黏膜上皮屏障功能障碍中的作用及其可能机制。
核心机制
IL-1β通过与受体IL-1R1结合,下调紧密连接蛋白CLDN1和OCLN的表达,破坏鼻黏膜上皮屏障。
主要证据
DerP1诱导的AR小鼠模型和DerP1刺激的HNEpCs均显示IL-1β表达升高、CLDN1和OCLN表达降低;外源性IL-1β直接刺激HNEpCs可降低屏障指标;抑制IL-1β(Diacerein)或IL-1R1(AF12198)可减轻损伤。
研究意义
IL-1β是AR治疗的潜在靶点,抑制IL-1β或其受体可能为AR的防治提供新策略。

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AR小鼠模型并验证

建立DerP1诱导的AR小鼠模型,并验证模型成功。

使用DerP1鼻内刺激C57BL/6小鼠,通过行为学(鼻抓挠次数)、血清IgE、IL-4、IL-5水平及鼻黏膜组织病理染色评估模型。

2

检测小鼠鼻黏膜上皮屏障损伤

验证AR小鼠鼻黏膜上皮屏障是否受损。

通过RT-qPCR、Western blot和免疫荧光检测紧密连接蛋白CLDN1和OCLN的表达水平。

3

分析IL-1β与屏障损伤的相关性

检测AR小鼠鼻黏膜中IL-1β表达变化及其与屏障指标的相关性。

通过RT-qPCR和Western blot检测IL-1β和IL-1RA的表达,并进行相关性分析。

4

体外验证DerP1刺激HNEpCs的屏障损伤

验证DerP1刺激人鼻黏膜上皮细胞后IL-1β表达和屏障变化。

用DerP1刺激HNEpCs 24小时,检测IL-1β、IL-1RA、CLDN1和OCLN的表达。

5

验证IL-1β直接损伤屏障

确定IL-1β是否直接导致HNEpCs屏障损伤。

用人IL-1β(10 pg/mL)刺激HNEpCs 24小时,检测CLDN1和OCLN表达,并与DerP1刺激组比较。

6

抑制IL-1β或IL-1R1验证机制

验证IL-1β通过IL-1R1损伤屏障的作用。

在DerP1刺激前用IL-1β抑制剂Diacerein或IL-1R1抑制剂AF12198预处理HNEpCs,检测CLDN1和OCLN表达。

7

补充实验:验证IL-1β对CD4+ T细胞Th2因子分泌的影响

探索IL-1β在AR中除屏障外的免疫调节作用。

用IL-1β刺激CD4+ T细胞,检测IL-4、IL-5、IL-13分泌,并用AF12198抑制IL-1R1观察效果。

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
DerP1GreerXPB91D3A2.5
MEM培养基BioIndC3050
胎牛血清BioIndC04001
青霉素-链霉素溶液BeyotimeC0222
白细胞介素-1βSino10139-HNAE
双醋瑞因MCEHY-N0283
AF12198MCEHY-P1110
BelnacasanMCEHY-13205
RPMI 1640培养基CellmaxCGM112.05
人CD3/CD28 T细胞激活剂Stemcell10971
小鼠IgE ELISA试剂盒NeobioscienceEMC117.96
小鼠IL-4 ELISA试剂盒NeobioscienceEMC003.96
小鼠IL-5 ELISA试剂盒NeobioscienceEMC108.96
人IL-1β ELISA试剂盒NeobioscienceEHC002b.96
人IL-4 ELISA试剂盒ABclonal Biotechnology Co., Ltd.RK00003
人IL-5 ELISA试剂盒ABclonal Biotechnology Co., Ltd.RK00033
人IL-13 ELISA试剂盒ABclonal Biotechnology Co., Ltd.RK00034
Multiskan FC酶标仪Thermo Fisher Scientific--
石蜡Leica--
显微镜DMLB2Leica--
CLDN1抗体Proteintech13050-1-AP
OCLN抗体BeyotimeAF7644
YF®488山羊抗兔IgGUELandyY6105
DAPIBeyotimeC1005
抗淬灭封片剂SolarbioS2130
Axio Observer 7显微镜Carl Zeiss AG--
VeZol试剂VazymeR411-01
HiScript II Q RT SuperMix for qPCR (+gDNA wiper) 试剂盒VazymeR223-01
ChamQ SYBR qPCR Master Mix试剂盒VazymeQ321-02
FTC-3000P系统Funglyn Biotech--
引物Sangon Biotech--
RIPA裂解液SolarbioR0020
BCA试剂盒SparkjadeEC0001
蛋白上样缓冲液SolarbioP1040
CLDN1抗体Proteintech13050-1-AP
OCLN抗体BeyotimeAF7644
IL-1β抗体Abcamab254360
IL-1RA抗体BeyotimeAF7218
微管蛋白抗体Proteintech10068-1-AP
GAPDH抗体BeyotimeAF1186
CASP1抗体Proteintech22915-1-AP
IL-18抗体Proteintech10663-1-AP
吐温-20BeyotimeST825
山羊抗兔IgGUELandyH6162
山羊抗小鼠IgGUELandyH6161
增强化学发光试剂盒SparkjadeED0015
ChemiScope6200 TouchClinx--

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
动物模型构建
小鼠品系、性别、年龄、体重;DerP1致敏剂量、时间、给药方式;对照组处理
阅读提示:参见Materials and Methods中Animals和Dermatophagoides Pteronyssinus 1 (DerP1)-Induced Mice Model of AR and Behavioral Tests部分
细胞模型
HNEpCs来源;培养基成分;DerP1和IL-1β处理浓度、时间;抑制剂类型、浓度、预处理时间
阅读提示:参见Materials and Methods中Culture and Treatment of Human Nasal Epithelial Cells (HNEpCs) and T Cells部分
检测方法
RT-qPCR引物序列、内参基因;Western blot抗体稀释度、内参;ELISA试剂盒型号和检测蛋白
阅读提示:参见Materials and Methods中RT-qPCR、Western Blot Analysis和ELISA部分
统计设计
样本量(动物n、细胞实验重复数);统计方法(t检验、one-way ANOVA);显著性阈值
阅读提示:参见Materials and Methods中Statistical Analysis部分及图注