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2024-07-17 16:59:51

初级纤毛通过介导PDL1表达来限制自身炎症

导读 纤毛病是一种多系统疾病,其特征是运动和/或非运动纤毛功能障碍,其常见临床表现包括视网膜退化、智力低下、肾异常、肥胖和骨骼发育不良。...

纤毛病是一种多系统疾病,其特征是运动和/或非运动纤毛功能障碍,其常见临床表现包括视网膜退化、智力低下、肾异常、肥胖和骨骼发育不良。重要器官纤维化的特征是细胞外基质成分大量沉积,是纤毛病患者和动物模型中经常观察到的另一种并发症。然而,将纤毛缺陷与纤维化联系起来的确切机制仍然很大程度上难以捉摸。

由刘敏博士(海河细胞生态系统实验室)和杨云帆博士(山东大学)领导的最近研究表明,自身炎症在纤毛病的发病中起着重要作用。他们发现,T细胞浸润和 PD-L1 表达在纤毛病组织中减弱。上皮细胞纤毛的缺失会下调 PD-L1 并导致 T 细胞活化。

纤维化的发生和发展在很大程度上受到免疫细胞(包括 T 细胞)浸润的影响。事实上,在纤毛病患者和动物模型中,纤毛缺乏的纤维化肝脏和肾脏中都可以观察到免疫细胞浸润和炎症。在肾纤维化的小鼠模型中,肾小管上皮细胞 (RTEC) 中主要组织相容性复合体 II 类 (MHCII) 的表达增强,导致 CD4 + T 细胞增殖和肾纤维化的发病机制。纤毛病中的纤维化表型是否是纤毛缺乏引起的过度免疫反应的结果,这可能确定自身炎症在纤毛病的发展中发挥了作用,由于免疫细胞上没有纤毛,纤毛病与免疫系统之间的联系在很大程度上被忽视了。最近有报道称,某些纤毛病患者对自身免疫性疾病的易感性较高,这表明纤毛可能在免疫耐受中发挥作用。

为了确定纤毛缺乏对自身免疫反应的潜在影响,Tian 等人通过给 Ift88flox/flox;Ubc-Cre/ERT2 小鼠注射他莫昔芬,生成了纤毛内蛋白 88 (IFT88) 的条件性敲除 (KO) 小鼠,IFT88 是一种关键的纤毛蛋白,其缺失会导致小鼠胚胎亡。他们发现 IFT88-KO 小鼠(而非 WT 小鼠)在高龄时会出现肾脏和肝脏纤维化。此外,在 IFT88-KO 小鼠的纤维化组织中观察到 CD4 +和 CD8 + T 细胞浸润增强,以及肾脏 T 细胞活化增强。值得注意的是,在纤维化进展之前检测到 T 细胞浸润,支持 T 细胞浸润在纤维化发展中的作用。与 WT 小鼠相比,在 IFT88-KO 小鼠中检测到 PD-L1 表达和表面表现显著减少。此外,IFT88-KO 小鼠的肾脏、肝脏和肺中的 PD-L1 蛋白水平也降低。

在细胞水平上,他们发现 RTEC 是肾脏中主要的含纤毛细胞类型,其 PD-L1 表达水平最高。mRTEC(RTEC 的永生化小鼠细胞系)中 IFT88 的缺失会破坏初级纤毛,并在 mRNA 和蛋白质水平上下调 PD-L1,这表明初级纤毛以细胞自主的方式维持 PD-L1 表达。使用 ciliobrevin A 或水合氯醛药理学去除 mRTEC 中的纤毛会一致地下调 PD-L1 表达,这表明初级纤毛在维持 PD-L1 表达方面发挥着重要作用。

PD-L1 是一种抑制 T 细胞活化的共抑制分子,与自身免疫性疾病的进展有关。为了明确纤毛介导的 PD-L1 表达在调节 T 细胞中的作用,他们在体外共培养了 HK-2 和 T 细胞,并证明 HK-2 细胞可以抑制 T 细胞的活性,而去除 HK-2 细胞中的初级纤毛可以大大减轻这种影响。总之,这些发现表明初级纤毛在维持 PD-L1 表达和限制 T 细胞增殖和活化方面起着至关重要的作用。

此前,纤毛病患者中曾观察到 T 细胞过度增殖和活化,但其潜在的分子机制仍不清楚。在这项研究中,作者证明,初级纤毛的缺失会导致 PD-L1 表达下调,从而导致局部 T 细胞不受限制地增殖和活化。在这种情况下,纤毛病可能是由于 PD-L1 介导的免疫耐受被破坏而导致的免疫紊乱的结果。有必要进行进一步研究,以确定免疫紊乱导致各种纤毛病表型的程度,并确定免疫疗法是否对纤毛病患者有益。

总体而言,该研究揭示了纤毛在T细胞活化中的作用及其分子机制,提示自身炎症在纤毛病中的潜在作用,从而为相关疾病的治疗提供了新的策略和潜在靶点。