卡格列净通过抑制致病性T细胞反应减轻实验性ANCA相关性血管炎

Canagliflozin Alleviates Experimental ANCA-Associated Vasculitis through Suppression of Pathogenic T-Cell Responses

作者信息Xiang-Yu Han, Zhi-Ying Li, Su-Fang Chen, Ming-Hui Zhao, Mark A Little, Min Chen
PMID42189612
发布时间2026-05
DOI10.1681/ASN.0000001137

实验完整度

高

包含大鼠AAV模型、小鼠过继转移模型及人原代T/B细胞体外实验,并有功能验证与p38通路机制救援验证。

主要模型

Wistar-Kyoto大鼠实验性AAV模型 Mpo−/−小鼠经MPO免疫后脾细胞过继转移至Rag1−/−小鼠模型 活动性MPO-AAV患者外周血单个核细胞(PBMC)

重点核对

大鼠AAV模型分组:HSA免疫+溶媒对照组、人MPO免疫+溶媒疾病组、早期干预组(0–8周卡格列净10 mg/kg/天灌胃)、晚期干预组(4–8周卡格列净10 mg/kg/天灌胃),每组n=6 过继转移模型:Mpo−/−供体小鼠随机分两组,自第0天起分别给予卡格列净10 mg/kg/天灌胃或等体积溶媒,第46天取脾细胞5×10^7个经尾静脉转移至Rag1−/−受体,转移后第14天处死取材,每组n=6 人T细胞激活实验:活动性MPO-AAV患者PBMC(n=8)以anti-CD3/CD28 beads刺激,卡格列净10 µM或0.1% DMSO溶媒对照,24小时后检测CD25和CD69 人Th1/Th17极化实验:活动性AAV患者原代CD4+ T细胞在Th1或Th17极化条件下培养5天,卡格列净处理组与对照组比较T-bet、RORγt、IFN-γ+和IL-17A+(n=4) p38通路救援实验:人CD4+ T细胞转染EGFP或组成性激活MKK6 mRNA,anti-CD3/CD28激活并在卡格列净10 µM或溶媒存在下培养24小时,ELISA检测IFN-γ和IL-17A(n=6)

摘要

背景:钠-葡萄糖协同转运蛋白2(SGLT2)抑制剂对糖尿病和非糖尿病慢性肾脏病(CKD)患者的肾脏保护作用已在多项随机对照试验中得到证实。然而,SGLT2抑制剂对ANCA相关性血管炎(AAV)的影响及其潜在机制尚不清楚。 方法:在实验性AAV大鼠模型中评估卡格列净的治疗效果。对肾脏和淋巴结进行RNA测序。同时,在小鼠模型中进行机制研究。用小鼠髓过氧化物酶免疫髓过氧化物酶缺陷(Mpo−/−)小鼠,并给予卡格列净治疗。随后将这些供体的脾细胞过继转移至重组激活基因-1缺陷(Rag1−/−)小鼠。采用流式细胞术、酶联免疫斑点试验和人T细胞体外分化进行全面的免疫表型分析,以剖析免疫调节作用及其潜在机制。 结果:卡格列净减轻了AAV大鼠的肾损伤、肺出血和T淋巴细胞浸润。肾脏转录组分析显示适应性免疫通路受到抑制。在过继转移模型中,对供体小鼠进行卡格列净治疗导致脾脏Th1、Th17和CD8+ T细胞显著减少,同时脾细胞在再刺激后分泌IFN-γ和IL-17A的能力显著降低。转移这些调节后的脾细胞对受体小鼠产生了显著的肾脏保护作用。在体外,卡格列净抑制了AAV患者原代CD4+ T细胞向Th1和Th17谱系的分化,但不直接影响B细胞活化或抗体产生。机制上,卡格列净抑制了活化T细胞中p38和细胞外信号调节激酶丝裂原活化蛋白激酶的磷酸化,并且对细胞因子产生的抑制效应可被p38丝裂原活化蛋白激酶通路的激活部分逆转。 结论:卡格列净通过抑制致病性T细胞效应反应减轻实验性AAV——这一效应在机制上与p38信号通路的抑制相关。

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
卡格列净是否对ANCA相关性血管炎(AAV)具有治疗作用,以及其免疫调节作用是否通过抑制致病性T细胞反应实现。
核心机制
卡格列净通过抑制T细胞中p38和ERK丝裂原活化蛋白激酶的磷酸化,广泛抑制Th1、Th17和CD8+ T细胞等致病性T细胞效应反应,从而减轻AAV;其中对p38通路的抑制部分介导了其对促炎细胞因子产生的抑制。
主要证据
在大鼠AAV模型中,卡格列净减轻肾损伤、肺出血和T淋巴细胞浸润,肾脏转录组显示适应性免疫通路抑制;在小鼠脾细胞过继转移模型中,卡格列净处理的供体脾细胞Th1、Th17、CD8+ T细胞减少、IFN-γ和IL-17A分泌能力降低,转移后对Rag1−/−受体产生肾脏保护;人AAV患者原代CD4+ T细胞中卡格列净抑制Th1/Th17分化但不直接影响B细胞;MKK6-CA过表达部分逆转卡格列净对IFN-γ和IL-17A的抑制。
研究意义
本研究为卡格列净的免疫调节作用提供了机制基础,并支持其作为AAV辅助治疗的重新定位。

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

大鼠AAV模型建立与卡格列净干预

评估卡格列净对实验性AAV肾损伤和肺损伤的治疗效果及干预时间窗的影响。

Wistar-Kyoto大鼠经人MPO免疫建立AAV模型,随机分为HSA免疫+溶媒对照组、人MPO免疫+溶媒疾病组、早期干预组(0–8周卡格列净灌胃)和晚期干预组(4–8周卡格列净灌胃);第8周处死,检测血尿、蛋白尿、新月体形成、肾小管间质损伤评分和肺出血。

2

肾脏和淋巴结转录组分析

阐明卡格列净在AAV大鼠中肾脏保护作用的转录组机制。

取早期卡格列净治疗组和溶媒治疗组大鼠肾脏皮质组织和淋巴结提取总RNA,构建cDNA文库并在Illumina HiSeq2500平台测序;使用DESeq2鉴定差异表达基因,进行GO、Reactome富集分析和GSEA。

3

大鼠肾脏和淋巴结免疫细胞浸润及炎症介质检测

验证转录组提示的T细胞免疫抑制,并评估卡格列净对肾脏免疫细胞浸润和炎症因子表达的影响。

通过免疫组织化学检测肾脏CD4+、CD8+ T细胞、CD20+ B细胞、CD68+巨噬细胞、CD43+白细胞和MHC class 2表达;流式细胞术检测淋巴结CD3+CD4+CD45RA−和CD3+CD8+CD45RA− T细胞比例;RT-qPCR检测肾脏皮质Il1b、Il4、Il6、Il10、Il17a和Ifng mRNA水平;ELISA检测血清抗MPO IgG滴度。

4

小鼠脾细胞过继转移模型

验证T细胞调节对卡格列净肾脏保护作用的因果贡献。

Mpo−/−供体小鼠经鼠MPO免疫并随机分为卡格列净组和溶媒组,第46天取脾细胞经尾静脉过继转移至Rag1−/−受体小鼠;通过ELISpot检测供体脾细胞再刺激后IFN-γ和IL-17A分泌,流式细胞术检测供体脾脏Th1、Th17、CD8+ T、Treg和B细胞比例;受体小鼠转移后第14天处死,评估肾脏新月体形成。

5

人AAV患者原代T细胞和B细胞体外实验

将发现转化至人相关背景,并解析卡格列净对T细胞和B细胞作用的细胞特异性。

从活动性MPO-AAV患者PBMC中分离细胞,检测卡格列净对CD4+ T细胞活化标志物CD25和CD69的影响,对Th1/Th17极化条件下T-bet、RORγt、IFN-γ和IL-17A的影响;纯化B细胞在CpG ODN2006或模拟T细胞辅助刺激下检测CD69、CD80、CD86表达和IgG分泌。

6

p38和ERK通路机制及救援实验

确定卡格列净抑制T细胞功能的关键信号通路及p38抑制的功能相关性。

网络药理学分析整合卡格列净预测靶点、AAV相关基因和TCR相关基因,鉴定MAPK1(ERK)和MAPK14(p38α)为候选枢纽节点;Western blot检测活化人CD4+ T细胞中p-p38/p38和p-ERK;人CD4+ T细胞转染EGFP或组成性激活MKK6 mRNA,在卡格列净存在下激活后检测IFN-γ和IL-17A。

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
人髓过氧化物酶EMD Millipore475911
蛋白尿ELISA试剂盒Chondrex9040
纯化鼠髓过氧化物酶R&D Systems3667-MP-250
裂解缓冲液SolarbioR1010
Perl普鲁士蓝染色液SolarbioG1426
Agilent 2100生物分析仪Agilent Technologies--
Illumina HiSeq2500测序平台Illumina--
Ficoll密度梯度离心液Cytiva17144002
人血浆样培养基GibcoA4899101
可溶性抗CD3/CD28磁珠STEMCELL10971
卡格列净MedChemExpressJNJ 28431754
MojoSortTM人CD19分选试剂盒BioLegend--
CpG寡脱氧核苷酸2006----
可溶性CD40LBioLegend591702
F(ab′)2抗人IgM/IgGJackson ImmunoResearch109-006-127
白细胞介素-4BioLegend574002
白细胞介素-21BioLegend571202
PE标记抗CD69抗体Thermo Fisher12-0699-42
PE标记抗CD80抗体Thermo Fisher12-0809-41
PE标记抗CD86抗体Thermo Fisher12-0869-41
IgG ELISA试剂盒BeyotimePI484
小鼠IL-17A ELISpot PLUS试剂盒(碱性磷酸酶)Mabtech3521-4APW-2
小鼠IFN-γ ELISpot PLUS试剂盒(碱性磷酸酶)Mabtech3321-4APW-2
MojoSortTM人CD4初始T细胞分选试剂盒BioLegend480014
ProteanFect Max转染试剂盒Nanoportal BiotechPT02
X-VIVOTM 15培养基Lonza04-418Q
Opti-MEMTM I培养基Gibco31985-062

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
大鼠AAV模型及卡格列净干预
大鼠品系、周龄、性别和来源;人MPO免疫剂量和途径;卡格列净剂量10 mg/kg/天、灌胃途径、早期(0–8周)和晚期(4–8周)干预窗口;每组n=6;第8周处死终点;HSA对照和溶媒对照设置。
阅读提示:Methods中“The Construction of Rat AAV Model and Treatment Protocol”及Figure 1 legend。
小鼠脾细胞过继转移模型
Mpo−/−供体小鼠周龄、性别和来源;鼠MPO免疫剂量(第0天20 µg+CFA,第21/35天10 µg+IFA,处死前4天10 µg静脉加强)和途径;卡格列净10 mg/kg/天灌胃起始时间(第0天);第46天分离脾细胞;每只受体转移5×10^7个脾细胞;Rag1−/−受体周龄、性别和来源;转移后第14天处死;每组n=6。
阅读提示:Methods中“The Construction of ANCA-GN Mouse Model by Passive Transfer of Anti-MPO Splenocytes”和“Treatment Protocol for Splenocyte Adoptive Transfer”及Figure 4 legend。
人AAV患者原代T细胞实验
患者纳入标准(活动性MPO-AAV、免疫抑制治疗前);PBMC分离方法(Ficoll密度梯度离心);T细胞活化实验中卡格列净10 µM、0.1% DMSO溶媒对照、anti-CD3/CD28 beads刺激24小时、n=8;Th1/Th17极化实验极化条件培养5天、n=4;患者特征见Supplemental Table 2A和2B。
阅读提示:Methods中“Cell Isolation”“T-Cell Activation Assays”及Figure 5 legend;Supplemental Table 2A和2B。
人AAV患者B细胞实验
B细胞分离试剂盒(MojoSortTM Human CD19 Selection Kit);卡格列净10 µM预处理30分钟;CpG ODN2006(1 µM)或CD40L(500 ng/ml)+F(ab′)2 anti-human IgM/IgG(10 µg/ml)+IL-4(20 ng/ml)+IL-21(50 ng/ml)刺激;活化标志物检测培养48小时,IgG分泌检测培养6天(第3天半量换液);n=4;患者特征见Supplemental Table 2C。
阅读提示:Methods中“Qualification of Effects of Canagliflozin on Human B Cells”及Figure 5 legend;Supplemental Table 2C。
p38通路机制救援实验
人CD4+ T细胞分离试剂盒(MojoSortTM Human CD4 Naïve T Cell Isolation Kit);anti-CD3/CD28 beads激活;IL-2 300 IU/ml;转染在第6天进行,每孔0.5 µg MKK6-CA或EGFP mRNA与48 µl ProteanFect试剂混合物;卡格列净10 µM;转染后培养24小时检测IFN-γ和IL-17A,n=6;Western blot n=3独立实验。
阅读提示:Methods中“T-Cell Transfection”和“Western blot”相关描述及Figure 6 legend;Supplemental Table 3(MKK6-CA序列)。