胸腺基质淋巴细胞生成素驱动的B细胞过度活化损害肠上皮稳态,易导致先天性巨结肠病中的小肠结肠炎

Thymic Stromal Lymphopoietin-Driven B-Cell Hyperactivation Impairs Intestinal Epithelial Homeostasis Predisposing to Enterocolitis in Hirschsprung Disease

作者信息Shiwei He, Ziyi Zheng, Lingdu Meng, Lin Lin, Zhe Wang, Jie Zhou, Jiaye Lin, Ran Yang, Yang Lin, Yanlei Huang, Zhihong Huang, Yanbing Huang, Yingjian Chen, Lizhi Li, Feng Chen, Rui Dong
PMID42463013
发布时间2026-07-16
DOI10.1016/j.jcmgh.2026.101848

实验完整度

包含多组学分析、小鼠模型、细胞共培养、类器官、TSLP抑制实验及分子生物学验证等多个独立证据层级,含功能验证和机制验证。

主要模型

人HSCR肠道组织(神经节段和无神经节段) Ednrb−/−小鼠HAEC模型 小鼠原代B细胞培养 小鼠结肠黏膜上皮细胞与B细胞共培养系统 小鼠肠道类器官

重点核对

单细胞及空间转录组分析中B细胞活化与上皮损伤的共定位 Ednrb−/−小鼠模型中HAEC表型及B细胞活化 B细胞刺激条件:LPS 10 μg/mL、IL4 8 ng/mL、TSLP 100 ng/mL,刺激72小时 TSLP抑制剂黄芩素浓度梯度(10、20、30、40 μM,最适20 μM) 共培养体系:上皮细胞与B细胞Transwell共培养72小时,类器官条件培养基实验

摘要

背景与目的。先天性巨结肠相关性小肠结肠炎(HAEC)是先天性巨结肠病(HSCR)——一种高发病率的常见先天性疾病的一种致死性并发症,其发病机制尚不清楚。我们研究了异常的免疫–基质串扰如何在HSCR中驱动黏膜损伤。方法。使用人HSCR组织进行整合的单细胞RNA测序、空间转录组学、批量RNA测序和蛋白质组学。使用小鼠HSCR相关性小肠结肠炎(Ednrb−/−)模型、流式细胞术、多重免疫组织化学、体外B细胞刺激、上皮共培养、用胸腺基质淋巴细胞生成素抑制剂黄芩素进行的拯救实验以及离体肠道类器官实验进行了验证。结果。我们在HSCR节段中发现了B细胞的显著扩增和过度活化,并且这些B细胞与上皮屏障缺陷共定位。多组学分析揭示了这些初始和记忆B细胞的活化表型,其特征是B淋巴细胞激酶、B细胞连接蛋白和增殖细胞核抗原的上调,这可能有助于上皮稳态受损。至关重要的是,我们鉴定出在HSCR中富集的促纤维化胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP)阳性成纤维细胞。空间定位和体外实验表明TSLP能有效激活B细胞,并与经典刺激协同增强增殖。反过来,活化的B细胞分泌促炎因子,如ICAM1和CCL5,这些因子诱导上皮细胞凋亡,抑制增殖,并破坏紧密连接——这些效应通过TSLP共刺激得以放大。活化的B细胞和上皮功能障碍在HSCR相关性小肠结肠炎(Ednrb−/−)小鼠模型中得到保守。共培养和离体类器官实验证实TSLP激活的B细胞直接破坏上皮稳态;至关重要的是,黄芩素治疗挽救了上皮增殖,减轻了凋亡,并降低了炎症相关基因的表达。结论。我们的研究揭示了一种新的致病机制,其中TSLP诱导致病性B细胞过度活化,从而破坏上皮完整性并增加对HSCR相关性小肠结肠炎的易感性。用黄芩素抑制TSLP信号可改善上皮损伤,强调这一轴是预防HSCR患者HAEC的一个有前景的治疗靶点。关键词:B细胞活化,黄芩素,小肠结肠炎,上皮失调,胸腺基质淋巴细胞生成素。

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
HSCR中异常的免疫–基质串扰如何驱动黏膜损伤并导致小肠结肠炎(HAEC)的发生?
核心机制
促纤维化TSLP阳性成纤维细胞分泌TSLP,协同经典刺激信号驱动B细胞过度激活和增殖;活化的B细胞分泌ICAM1、CCL5等促炎因子,抑制上皮细胞增殖、诱导凋亡并破坏紧密连接,损害上皮屏障,增加HAEC易感性。
主要证据
多组学(scRNA-seq、ST、bulk RNA-seq、蛋白质组学)显示HSCR组织中B细胞扩增和活化,并与上皮损伤共定位;体外细胞培养、共培养、类器官实验证明TSLP激活B细胞直接损害上皮功能;HAEC小鼠模型(Ednrb−/−)验证表型;黄芩素抑制TSLP后部分恢复上皮损伤。
研究意义
该研究揭示TSLP–B细胞–上皮致病轴是HAEC发生的潜在机制,为预防和治疗HAEC提供了新的治疗靶点,黄芩素可作为有前景的治疗候选药物。

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

单细胞和空间组学揭示HSCR中B细胞异常

鉴定HSCR肠道中B细胞的扩增、活化状态及其空间定位,以及与上皮屏障缺陷的关联。

对HSCR肠道组织(神经节段、无神经节段)进行单细胞RNA测序,结合健康对照数据,注释细胞类型,分析B细胞比例和增殖/活化基因表达;利用空间转录组学对炎症HSCR样本进行空间定位;通过RT-qPCR、流式细胞术和多重免疫组化验证关键结果。

2

多组学分析B细胞活化表型及上游调控

确认B细胞活化在HSCR和HAEC小鼠模型中的保守性,并探究激活B细胞的上游调控因素。

整合单细胞数据、空间转录组、批量RNA-seq和蛋白质组学,鉴定B细胞活化特征(BLK、BLNK等)和上皮损伤标志(PCNA等);通过配体-受体分析(NicheNet)预测B细胞与上皮细胞通讯;鉴定TSLP+成纤维细胞为稳定的B细胞调控源。

3

体外验证TSLP协同激活B细胞

直接评估TSLP对B细胞活化、增殖以及基因表达的影响。

用TSLP单独或联合经典B细胞激活剂(LPS + IL4)处理小鼠原代B细胞,通过CCK-8、Western blot和批量RNA-seq检测B细胞增殖、活化标志物和转录程序。

4

体外共培养和类器官实验验证B细胞对上皮的损伤作用

验证激活的B细胞(特别是TSLP共刺激后)对肠上皮细胞增殖、凋亡、屏障功能的影响。

将小鼠结肠黏膜上皮细胞或肠道类器官与不同条件激活的B细胞共培养,检测上皮细胞增殖(CCK-8、PCNA表达)、凋亡(TUNEL、BAX表达)、屏障功能(FITC-右旋糖酐通透性、ZO-1表达),并进行批量RNA-seq分析。

5

TSLP抑制剂的拯救实验

评估TSLP通路抑制剂黄芩素能否改善由TSLP激活的B细胞引起的上皮损伤。

在B细胞激活过程中加入黄芩素(浓度梯度),与上皮细胞共培养或用于类器官实验,检测上皮增殖、凋亡、形态学变化及基因表达。

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
B细胞分离试剂盒Miltenyi130-090-862
CoraLite Plus 488 抗小鼠CD19抗体ProteintechCL488-65290
NovoCyte 2060R流式细胞仪Agilent--
RPMI-1640完全培养基PricellaPM150110A
胎牛血清MeisenCTCC-002-071
青霉素-链霉素BeyotimeC0222
脂多糖SigmaO111:B4
白细胞介素4PeproTech214-14
胸腺基质淋巴细胞生成素MCEHY-P70626
小鼠结肠黏膜上皮细胞PricellaCP-M159
基质胶Mogengel082755
类器官培养基RISEZIRSQ-OCM1102
CCK-8溶液BeyotimeC0009S
酶标仪 (CMax Plus)Molecular Devices--
一步法TUNEL原位凋亡检测试剂盒ElabscienceE-CK-A322
倒置荧光显微镜 (NIB620-FL)Nexcope--
FITC-右旋糖酐Yeasen61220ES50
BioTek Synergy H1酶标仪Agilent--
PCNA抗体Abcamab29
BAX抗体Proteintech50599-2-Ig
ZO-1抗体Proteintech21773-1-AP
Claudin 1抗体Proteintech13050-1-AP
GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
二抗ProteintechSA00001-1 & SA00001-2
增强化学发光试剂Yeasen--
Trizol试剂----
Hifair Ⅲ第一链cDNA合成SuperMix用于qPCRYeasen--
Hieff UNICON Advanced qPCR SYBR预混液Yeasen--
伊红SigmaE4009
PCNA抗体Abcamab29
Decorin抗体Abcamab137508
TSLP抗体Proteintech13778-1-AP
CD20抗体Abcamab64088
多重免疫荧光试剂盒Panovue--
CD45抗体BD Pharmingen561863
CD19抗体BD Pharmingen560994
CD27抗体BD Pharmingen566945
IgM抗体Thermo Fisher Scientific17-9998-41
CD3抗体BD Pharmingen560835
CD4抗体BD Pharmingen565998
CXCR5抗体BD Pharmingen562747
CD45RA抗体BD Pharmingen560675
倒置显微镜 (NIB620-FL)Nexcope--

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
临床样本收集
患者来源、样本类型(神经节段、无神经节段)、是否符合HAEC排除标准
阅读提示:Materials and Methods - HSCR Samples
单细胞RNA测序
细胞数量(本研究92,540个细胞)、组织解离方法、测序平台(10x Chromium)、分析软件
阅读提示:Materials and Methods - Single-Cell RNA Sequencing, Results - Figure 1
空间转录组学
样本的选择标准(如上皮内淋巴细胞升高)、技术平台(Stereo-seq)、组织处理和透化时间
阅读提示:Materials and Methods - Spatiotemporal Transcriptomics, Results - Figure 2
小鼠模型处理
小鼠品系(Ednrb−/−)、处理条件(3-4周龄出现HAEC症状)、组织取材时机
阅读提示:Materials and Methods - Hirschsprung-Associated Enterocolitis Mice
B细胞分离和培养
B细胞来源(10周龄C57BL/J小鼠脾脏)、分离方法、培养基成分、刺激条件
阅读提示:Materials and Methods - Primary B Cell Culture and Activation, Methods - cell culture
刺激剂量
LPS浓度(10 μg/mL)、IL4浓度(8 ng/mL)、TSLP浓度(100 ng/mL)、处理时间(72小时)
阅读提示:Materials and Methods - Primary B Cell Culture and Activation; Results - Figure 7
共培养系统
上皮细胞类型(小鼠结肠黏膜上皮细胞)、细胞密度、Transwell培养时间(72小时)、实验分组
阅读提示:Materials and Methods - Mouse Epithelial Cells and the Coculture System
类器官培养
隐窝分离方法、培养基成分、条件培养基比例(25% B细胞上清 + 75%培养基)、培养时间(72小时)
阅读提示:Materials and Methods - Mouse Organoid Culture; Coculture of B Cells and Mouse Intestinal Organoids
TSLP抑制(黄芩素)
黄芩素浓度梯度(10-40 μM,最适20 μM)、处理时间(72小时)
阅读提示:Materials and Methods - TSLP Inhibition and Epithelial Rescue Assay, Results Figure 11