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银屑病是一种常见的以皮肤受累为主的自身免疫性疾病,其发生发展机制尚不明确。白细胞介素-33(Interleukin-33,IL-33)高表达于皮肤等屏障组织,已有关于银屑病患者血清中IL-33水平上调的报道,但在皮肤局部表达改变并不十分确定,以及其在银屑病中的作用及可能机制也有待阐明。
目的:
探究IL-33在银屑病皮炎中的作用以及细胞与分子机制,以期为银屑病的治疗提供新的生物学靶标。
方法:
1.收集外科手术中丢弃的正常皮肤与银屑病患者皮损皮肤,Wester n blot检测皮肤中IL-33的表达水平。
2.在GEO数据库中检索得到合适的数据包,分析正常皮肤与皮损皮肤IL-33mRNA的相对水平;分析GSE数据包中银屑病患者给与TNF抑制剂或抗IL-17R抗体治疗后,IL-33mRNA水平的改变,分析GSE数据包中银屑病患者皮损皮肤中IL-33mRNA和IL-17A mRNA水平的关联性。
3.咪喹莫特(IMQ)诱导的小鼠银屑病模型的制备以及模型小鼠中IL-33表达的检测:剃除C57BL/6小鼠背部毛发,62.5mg5%IMQ乳膏均匀涂抹于暴露的背部皮肤,连续5天。Wester n blot和RT-PCR检测正常小鼠皮肤和模型小鼠非皮损皮肤以及受损皮肤IL-33蛋白和mRNA的水平。
4.采用WT与IL-33-/-小鼠进行模型的诱导,观察IL-33缺失对疾病表现、疾病评分以及表皮厚度、真皮厚度、真皮血管数和角质层Munro微脓肿数等病理改变的影响。
5.采用WT与ST2-/-小鼠进行模型的诱导,观察IL-33受体ST2缺失对疾病表现、疾病评分以及表皮厚度、真皮厚度、真皮血管数和角质层Munro微脓肿数等病理改变的影响。
6.采用WT小鼠皮下给与PBS或重组IL-33,再进行模型的诱导,观察重组IL-33对疾病表现、疾病评分以及表皮厚度、真皮厚度、真皮血管数和角质层Munr o微脓肿数等病理改变的影响。
7.流式细胞术分析模型小鼠皮损皮肤、淋巴结和脾脏中免疫细胞的变化。
8.取WT及IL-17A-/-小鼠,耳朵皮内仅给与PBS或重组IL-33,进行皮炎的诱导,H&E染色观察疾病病理的变化,流式细胞术检测处理局部免疫细胞的改变。
9.免疫组化和免疫荧光分析IL-33和ST2的定位。
10.获取以及培养原代角质形成细胞,Western blot检测IL-33表达,ELISA检测IL-33的释放,死活细胞染料检测细胞的活率;重组IL-33刺激原代角质形成细胞后,RT-PCR检测银屑病相关分子的mRNA的表达,RNA-seq分析IL-33上调基因所富集的信号通路,Western blot检测IL-33下游MAPK家族分子以及银屑病相关转录因子的磷酸化。
结果:
1.银屑病患者皮损皮肤较非银屑病人正常皮肤IL-33蛋白表达上调。
2.银屑病患者皮损皮肤较该病人非皮损皮肤IL-33mRNA水平上调;银屑病患者在给与TNF抑制剂或抗IL-17R抗体治疗后,IL-33mRNA水平下调;银屑病患者皮损处IL-33mRNA和IL-17AmRNA水平正相关。
3.成功建立了IMQ诱导小鼠银屑病样皮炎模型,皮损局部皮肤在疾病表现和组织病理学上反映了临床上银屑病的主要特征。银屑病模型小鼠皮损处IL-33mRNA和蛋白水平较正常小鼠皮肤以及模型小鼠非皮损处皮肤上升。
4.IL-33-/-模型小鼠较WT模型小鼠的疾病表现明显缓解,疾病评分以及表皮厚度、真皮厚度、真皮血管数和角质层Munr o微脓肿数明显减低。
5.ST2-/-模型小鼠较WT模型小鼠的疾病表现明显缓解,疾病评分以及表皮厚度、真皮厚度、真皮血管数和角质层Munr o微脓肿数明显降低。
6.给与重组IL-33的模型小鼠较给与对照PBS的模型小鼠疾病表现明显加重,疾病评分以及表皮厚度、真皮厚度、真皮血管数和角质层Munro微脓肿数明显增加。
7.IL-33-/-模型小鼠较WT模型小鼠皮肤局部CD45+细胞和CD45+Ly6G+细胞比例和数量均较低,CD45+c-kit+FcεRI?+细胞数量降低,CD45+CD11c+细胞和CD45+F4/80+细胞比例上升但数量无差异,CD3+细胞数量降低,CD3+CD4+细胞比例和数量均降低,CD3+CD4+IFN-γ+细胞比例和数量无差异,CD3+CD4+IL-17A+细胞比例无差异,数量降低,CD3+γδTCR+细胞比例和数量无差异,CD3+γδTCR+IFN-γ+细胞比例和数量无差异,CD3+γδTCR+IL-17A+细胞比例无差异,数量降低。IL-33-/-模型小鼠较WT模型小鼠淋巴结和脾脏Th1细胞和Th17细胞比例无差异。ST2-/-模型小鼠较WT模型小鼠淋巴结和脾脏Th1细胞和Th17细胞比例无明显差异。给与重组IL-33的模型小鼠较给与对照PBS的模型小鼠淋巴结和脾脏Th1细胞和Th17细胞比例无差异。
8.WT小鼠和IL-17A-/-小鼠皮内给与重组IL-33均可诱导银屑病样皮炎。疾病表现,病理改变以及免疫细胞浸润情况在WT小鼠和IL-17A-/-小鼠无明显差异。
9.皮损局部皮肤,IL-33和ST2均最主要表达于角质形成细胞。
10.银屑病模型小鼠皮损匀浆液、重组IL-17A和重组IL-33均可促进小鼠原代角质形成细胞表达和主动释放IL-33。在小鼠和人的原代角质形成细胞里,重组IL-33均可促进一些银屑病相关分子mRNA水平的上调。重组IL-33促进人原代角质形成细胞表达IL-33。IL-33上调基因富集到TNF,IL-17以及细胞因子等银屑病相关的信号通路。重组IL-33活化IL-33下游的MAPK家族成员分子以及转录因子NF-κB和STAT3。
结论:
1.银屑病模型小鼠和银屑病患者皮损皮肤IL-33mRNA水平和蛋白水平上调。
2.皮肤局部的IL-33参与小鼠银屑病样皮炎的发展,阻断IL-33/ST2通路可改善银屑病的疾病表现与病理改变。
3.角质形成细胞来源的IL-33主要通过影响皮肤局部的免疫细胞而非外周免疫器官来加重银屑病样皮炎。
4.角质形成细胞可能通过自分泌IL-33的方式,促进银屑病相关的细胞因子与趋化因子的表达。
5.重组IL-33皮肤局部给与可诱导银屑病样皮炎表现,且该过程不依赖于IL-17A。
目的:
探究IL-33在银屑病皮炎中的作用以及细胞与分子机制,以期为银屑病的治疗提供新的生物学靶标。
方法:
1.收集外科手术中丢弃的正常皮肤与银屑病患者皮损皮肤,Wester n blot检测皮肤中IL-33的表达水平。
2.在GEO数据库中检索得到合适的数据包,分析正常皮肤与皮损皮肤IL-33mRNA的相对水平;分析GSE数据包中银屑病患者给与TNF抑制剂或抗IL-17R抗体治疗后,IL-33mRNA水平的改变,分析GSE数据包中银屑病患者皮损皮肤中IL-33mRNA和IL-17A mRNA水平的关联性。
3.咪喹莫特(IMQ)诱导的小鼠银屑病模型的制备以及模型小鼠中IL-33表达的检测:剃除C57BL/6小鼠背部毛发,62.5mg5%IMQ乳膏均匀涂抹于暴露的背部皮肤,连续5天。Wester n blot和RT-PCR检测正常小鼠皮肤和模型小鼠非皮损皮肤以及受损皮肤IL-33蛋白和mRNA的水平。
4.采用WT与IL-33-/-小鼠进行模型的诱导,观察IL-33缺失对疾病表现、疾病评分以及表皮厚度、真皮厚度、真皮血管数和角质层Munro微脓肿数等病理改变的影响。
5.采用WT与ST2-/-小鼠进行模型的诱导,观察IL-33受体ST2缺失对疾病表现、疾病评分以及表皮厚度、真皮厚度、真皮血管数和角质层Munro微脓肿数等病理改变的影响。
6.采用WT小鼠皮下给与PBS或重组IL-33,再进行模型的诱导,观察重组IL-33对疾病表现、疾病评分以及表皮厚度、真皮厚度、真皮血管数和角质层Munr o微脓肿数等病理改变的影响。
7.流式细胞术分析模型小鼠皮损皮肤、淋巴结和脾脏中免疫细胞的变化。
8.取WT及IL-17A-/-小鼠,耳朵皮内仅给与PBS或重组IL-33,进行皮炎的诱导,H&E染色观察疾病病理的变化,流式细胞术检测处理局部免疫细胞的改变。
9.免疫组化和免疫荧光分析IL-33和ST2的定位。
10.获取以及培养原代角质形成细胞,Western blot检测IL-33表达,ELISA检测IL-33的释放,死活细胞染料检测细胞的活率;重组IL-33刺激原代角质形成细胞后,RT-PCR检测银屑病相关分子的mRNA的表达,RNA-seq分析IL-33上调基因所富集的信号通路,Western blot检测IL-33下游MAPK家族分子以及银屑病相关转录因子的磷酸化。
结果:
1.银屑病患者皮损皮肤较非银屑病人正常皮肤IL-33蛋白表达上调。
2.银屑病患者皮损皮肤较该病人非皮损皮肤IL-33mRNA水平上调;银屑病患者在给与TNF抑制剂或抗IL-17R抗体治疗后,IL-33mRNA水平下调;银屑病患者皮损处IL-33mRNA和IL-17AmRNA水平正相关。
3.成功建立了IMQ诱导小鼠银屑病样皮炎模型,皮损局部皮肤在疾病表现和组织病理学上反映了临床上银屑病的主要特征。银屑病模型小鼠皮损处IL-33mRNA和蛋白水平较正常小鼠皮肤以及模型小鼠非皮损处皮肤上升。
4.IL-33-/-模型小鼠较WT模型小鼠的疾病表现明显缓解,疾病评分以及表皮厚度、真皮厚度、真皮血管数和角质层Munr o微脓肿数明显减低。
5.ST2-/-模型小鼠较WT模型小鼠的疾病表现明显缓解,疾病评分以及表皮厚度、真皮厚度、真皮血管数和角质层Munr o微脓肿数明显降低。
6.给与重组IL-33的模型小鼠较给与对照PBS的模型小鼠疾病表现明显加重,疾病评分以及表皮厚度、真皮厚度、真皮血管数和角质层Munro微脓肿数明显增加。
7.IL-33-/-模型小鼠较WT模型小鼠皮肤局部CD45+细胞和CD45+Ly6G+细胞比例和数量均较低,CD45+c-kit+FcεRI?+细胞数量降低,CD45+CD11c+细胞和CD45+F4/80+细胞比例上升但数量无差异,CD3+细胞数量降低,CD3+CD4+细胞比例和数量均降低,CD3+CD4+IFN-γ+细胞比例和数量无差异,CD3+CD4+IL-17A+细胞比例无差异,数量降低,CD3+γδTCR+细胞比例和数量无差异,CD3+γδTCR+IFN-γ+细胞比例和数量无差异,CD3+γδTCR+IL-17A+细胞比例无差异,数量降低。IL-33-/-模型小鼠较WT模型小鼠淋巴结和脾脏Th1细胞和Th17细胞比例无差异。ST2-/-模型小鼠较WT模型小鼠淋巴结和脾脏Th1细胞和Th17细胞比例无明显差异。给与重组IL-33的模型小鼠较给与对照PBS的模型小鼠淋巴结和脾脏Th1细胞和Th17细胞比例无差异。
8.WT小鼠和IL-17A-/-小鼠皮内给与重组IL-33均可诱导银屑病样皮炎。疾病表现,病理改变以及免疫细胞浸润情况在WT小鼠和IL-17A-/-小鼠无明显差异。
9.皮损局部皮肤,IL-33和ST2均最主要表达于角质形成细胞。
10.银屑病模型小鼠皮损匀浆液、重组IL-17A和重组IL-33均可促进小鼠原代角质形成细胞表达和主动释放IL-33。在小鼠和人的原代角质形成细胞里,重组IL-33均可促进一些银屑病相关分子mRNA水平的上调。重组IL-33促进人原代角质形成细胞表达IL-33。IL-33上调基因富集到TNF,IL-17以及细胞因子等银屑病相关的信号通路。重组IL-33活化IL-33下游的MAPK家族成员分子以及转录因子NF-κB和STAT3。
结论:
1.银屑病模型小鼠和银屑病患者皮损皮肤IL-33mRNA水平和蛋白水平上调。
2.皮肤局部的IL-33参与小鼠银屑病样皮炎的发展,阻断IL-33/ST2通路可改善银屑病的疾病表现与病理改变。
3.角质形成细胞来源的IL-33主要通过影响皮肤局部的免疫细胞而非外周免疫器官来加重银屑病样皮炎。
4.角质形成细胞可能通过自分泌IL-33的方式,促进银屑病相关的细胞因子与趋化因子的表达。
5.重组IL-33皮肤局部给与可诱导银屑病样皮炎表现,且该过程不依赖于IL-17A。