TNFα在甲状腺眼病临床前模型中驱动疾病特异性趋化因子网络和眼眶组织重塑

TNFα Drives Disease-Specific Chemokine Networks and Orbital Tissue Remodeling in a Preclinical Model of Thyroid Eye Disease

作者信息Anke Daser, Anne Gulbins, Mareike Horstmann, Jamila Kalisch, Insa Nolte, Fahimeh Hashemi Arani, Stephan Lang, Stefan Mattheis, Nikolaos E Bechrakis, J Paul Banga, Anja Eckstein, Gina-Eva Görtz
PMID42473870
发布时间2026-07-25
DOI10.1530/ETJ-25-0407

实验完整度

包含体内小鼠模型(TSHR免疫)、原代细胞实验(mOFs)、多重细胞因子分析、迁移实验及分子检测(qPCR、Western blot、ELISA),并涉及功能验证和机制验证。

主要模型

TSHR A亚单位质粒免疫的BALB/c小鼠模型 原代小鼠眼眶成纤维细胞(mOFs) J774A.1小鼠单核巨噬细胞系

重点核对

TSHR免疫小鼠的免疫方案:50 μg质粒肌肉注射+电穿孔,4次免疫,间隔3周,末次免疫后6周处死 mOFs的TNFα刺激浓度:10 ng/mL,刺激时间24或48小时 mOFs的IFNγ刺激浓度:1000 U/mL,刺激时间48小时 迁移实验中巨噬细胞(J774A.1)的刺激:PMA 10 ng/mL 48h或LPS 100 ng/mL 72h mOFs样本量:每组8个独立细胞系

摘要

背景:甲状腺眼病(TED)的特征是眼眶炎症、成纤维细胞活化和病理性组织重塑。虽然对促甲状腺激素受体(TSHR)的自身免疫启动了疾病,但促炎细胞因子如肿瘤坏死因子(TNFα)对成纤维细胞分化和细胞外基质(ECM)重塑的贡献仍不完全清楚。方法:通过免疫编码人TSHR A亚基的质粒生成TED小鼠模型。分析眼眶组织的免疫细胞浸润和细胞因子表达。用TNFα或IFNγ处理来自TSHR免疫和对照β-Gal免疫小鼠的原代小鼠眼眶成纤维细胞(mOFs)。通过ELISA、qPCR和western blotting评估细胞因子、趋化因子、脂联素、TGFβ、透明质酸(HA)和透明质酸合酶2(HAS2)的表达。结果:TSHR免疫小鼠表现出明显的眼眶巨噬细胞浸润,伴随TNFα水平升高。TNFα在mOFs中诱导强烈的促炎反应,IL-6和IL-8分泌稳健,且在TSHR来源细胞中呈IL-6主导的谱型。TNFα还上调CCL2、CCL20和CXCL10,支持增强的免疫细胞募集。此外,TNFα降低脂联素,同时增加TSHR mOFs中的TGFβ,表明促纤维化通路激活。TNFα显著增加HA产生和HAS2表达,尤其在TSHR来源的成纤维细胞中,表明在自身免疫条件下ECM合成增强。结论:这些发现确定TNFα是连接炎症与脂肪生成抑制、促纤维化信号和ECM重塑的中心调节因子,作用在TSHR免疫的TED小鼠模型中。增强的HA/HAS2诱导强调了眼眶成纤维细胞对TNFα的疾病特异性敏感性。靶向TNFα或其下游IL-6/TGFβ–ECM轴可能为限制TED病理性组织重塑提供有前景的治疗策略。

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
TNFα在TSHR免疫小鼠TED模型中是否以及如何驱动眼眶成纤维细胞的疾病特异性活化,从而促进免疫细胞募集和组织重塑?
核心机制
TNFα通过上调CCL20、IL-6等促炎和促纤维化因子,抑制脂联素并上调TGFβ,同时增强HAS2表达和HA产生,从而连接炎症、脂肪生成抑制和ECM重塑。
主要证据
TSHR免疫小鼠眼眶组织中TNFα和巨噬细胞浸润增加;TNFα刺激的mOFs(尤其来自TSHR小鼠)显示IL-6、CCL20、TGFβ、HA和HAS2表达增加,并促进巨噬细胞迁移。
研究意义
靶向TNFα或其下游IL-6/TGFβ–ECM轴可能为TED提供治疗策略,尤其对现有疗法反应不足的患者。

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

诱导TED小鼠模型

建立模拟人类TED的临床前小鼠模型

通过肌内注射人TSHR A亚单位质粒并电穿孔免疫BALB/c小鼠,共4次,间隔3周;对照组注射β-Gal质粒。

2

眼眶组织免疫组化分析

评估免疫细胞浸润和TNFα表达

对眼眶组织连续切片进行F4/80、CD3和TNFα的免疫组化染色,并计数阳性细胞。

3

眼眶组织细胞因子多重分析

定量眼眶组织中TNFα和IFNγ的蛋白水平

使用Luminex Discovery Assay测量眼眶结缔组织中的TNFα和IFNγ浓度,并归一化至总蛋白。

4

原代眼眶成纤维细胞培养与刺激

获取mOFs并研究TNFα对其功能的影响

从TSHR免疫和β-Gal对照小鼠的眼眶组织中分离并培养mOFs,传代至2-5代,随后用TNFα或IFNγ刺激。

5

检测促炎细胞因子和趋化因子

评估TNFα诱导的细胞因子和趋化因子表达

通过LEGENDplex和Bio-Plex分析细胞上清液中的细胞因子/趋化因子蛋白水平,通过RT-qPCR检测mRNA表达。

6

巨噬细胞迁移实验

验证TNFα刺激的mOFs对巨噬细胞趋化能力的影响

将TNFα预刺激的mOFs置于下室,将PMA或LPS刺激的J774A.1巨噬细胞加入Transwell上室,24小时后计数迁移的巨噬细胞。

7

检测脂肪生成和纤维化标志物

分析TNFα对脂联素和TGFβ表达的影响

通过Western blot和RT-qPCR检测TNFα刺激后mOFs中脂联素和TGFβ的蛋白及mRNA水平。

8

检测HA和HAS2表达

评估TNFα对ECM重塑的影响

通过ELISA检测mOFs上清液中HA浓度,通过RT-qPCR检测HAS2 mRNA表达。

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
TSHR A亚单位质粒----
β-Gal质粒----
DMEM培养基Invitrogen--
胎牛血清Sigma-Aldrich--
HEPES缓冲液----
L-谷氨酰胺----
青霉素Pan Biotech--
链霉素Pan Biotech--
F4/80抗体Bio-Rad--
TNFα抗体Elabscience--
CD3抗体Agilent Dako--
HRP偶联聚合物系统Zytomed Systems GmbH--
奥林巴斯BX51显微镜Olympus--
重组TNFα蛋白R&D--
重组IFNγ蛋白Peprotech--
LEGENDplex检测BioLegend--
Bio-Plex Pro检测Bio-Rad50450099
Takyon无ROX SYBR预混液Eurogentec--
StepOnePlus实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
佛波醇-12-豆蔻酸酯-13-乙酸酯----
脂多糖----
J774A.1细胞系DSMZ--
Transwell小室Sarstedt AG & Co. KG--
吉姆萨染色----
Luminex Discovery检测R&D SystemsLXSAMSM
Bio-Plex系统Bio-Rad Laboratories--
透明质酸酶Sigma-Aldrich--
透明质酸ELISA试剂盒R&D Systems--
脂联素抗体CST2789
TGFβ抗体Abcamab215715
GAPDH抗体CST2118
β-肌动蛋白抗体CST4970
GraphPad Prism 7软件GraphPad--

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
TSHR A亚单位质粒剂量、免疫次数、间隔、处死时间;动物品系、性别、年龄、饲养条件
阅读提示:Methods:Mice
细胞培养
mOFs分离方法、培养条件(DMEM+10%FCS等)、传代数(2-5代)、样本量(每组8个细胞系)
阅读提示:Methods:Culture of mOFs
TNFα刺激
TNFα浓度(10 ng/mL)、刺激时间(24h、48h、72h)、血清饥饿条件(1%FCS,24h)
阅读提示:Methods:LEGENDplex and Bio-Plex analysis、RT-qPCR、Migration assay、Hyaluronan ELISA
细胞因子检测
LEGENDplex和Bio-Plex试剂盒型号、样本稀释、内参基因(β-actin)
阅读提示:Methods:LEGENDplex and Bio-Plex analysis、RT-qPCR
迁移实验
J774A.1细胞预处理(PMA 10 ng/mL 48h或LPS 100 ng/mL 72h)、Transwell孔径(8μm)、迁移时间(24h)、计数方法
阅读提示:Methods:Migration assay
HA检测
透明质酸酶预处理浓度和时间(1U/mL,1h)、TNFα刺激时间(48h)、HA ELISA试剂盒(R&D Systems)
阅读提示:Methods:Hyaluronan ELISA