NovoCyte助力科学家发现树突状细胞在急性移植物抗宿主病中起关键作用

2022-09-21 18:38:03, 安捷伦细胞分析安捷伦细胞分析事业部（BioTek）

白介素

白介素27(IL-27)是一种异二聚体细胞因子，由EBI3和p28组成，通过与IL-27Rα(也称为WSX1)和gp130形成的IL-27受体结合传递信号，具有促炎和抗炎的特性。IL-27主要由活化的抗原递呈细胞(APC)产生，包括树突状细胞(DCs)、单核细胞和巨噬细胞。DCs是机体功能最强的专职抗原递呈细胞，它能高效地摄取、加工处理和递呈抗原，未成熟DC具有较强的迁移能力，成熟DC能有效激活初始T细胞，处于启动、调控、并维持免疫应答的中心环节。然而一直以来，IL-27在急性移植物抗宿主病中的确切作用尚不完全清楚。

标记物IL-27 p28的发现

2022年9月16日，中国科学家吴德沛、徐杨、马守宝及新加坡学者刘海燕作为共同通讯作者在Signal Transduction and Targeted Therapy（IF=38）在线发表题为“Dendritic cell-derived IL-27 p28 regulates T cell program in pathogenicity and alleviates acute graft-versus-host disease”的研究论文，该研究表明DC衍生的IL-27 p28在aGVHD的发病机制中通过调节胸腺发育过程中的Treg/Teff细胞平衡发挥保护作用，缓解急性移植物抗宿主病，揭示IL-27 p28可能是预测人类移植后aGVHD发展的一个有价值的标记物。

应用NovoCyte探索机体免疫应答机制

在本文中，作者利用树突状细胞(DCs)中IL-27 p28缺失的小鼠，证明IL-27 p28缺失导致Treg细胞功能受损和效应T细胞应答增强，小鼠表现出aGVHD加重。此外，通过单细胞RNA测序，作者发现IL-27 p28的缺乏会损害Treg细胞的生成，并促进胸腺中IL-1R2+TIGIT+致病性CD4+T细胞处于稳定状态。从机制上讲，IL-27 p28缺乏促进了STAT1磷酸化和Th1细胞应答，导致Treg细胞分化和功能受到抑制。最后，血清中IL-27p28水平高的患者II-IV级aGVHD的发生率显著降低，总体生存期比IL-27 p28水平低的患者更好。因此，研究结果表明，DC衍生的IL-27 p28在aGVHD中通过调节胸腺发育过程中的Treg/Teff细胞平衡发挥保护作用，监测该因子的表达水平可能预示移植后aGVHD发展动态。

文中大量应用了安捷伦NovoCyte流式来探索机体的免疫应答，从而评估机体的免疫状态。正文中发表的流式结果图，有力地印证了DC衍生的IL-27 p28对机体免疫功能起到十分重要的调节作用，表明流式是评估移植后aGVHD状态的一项不可或缺的工具。

移植了CD11c-p28f/f小鼠脾细胞的BALB/c小鼠的T细胞CD69表达比例升高，显示T细胞活化程度增强(图1a,1b);此外，与WT对照组相比，供体T细胞在CD11c-p28f/f移植组中表达IFN-γ-和TNF-α的比例显著上升(图1c-f)。同时，使用流式对血清中细胞因子的检测，表明CD11c-p28f/f移植组中IL-6、IFN-γ-和TNF-α的分泌明显增多，IL-10则呈下降趋势(图1g)。相比之下，Treg细胞的免疫抑制功能在CD11c-p28f/f移植组中也明显降低(图1k,1l)，单独检测分泌IL-10的Treg细胞，其比例在实验组中也显著下降(图1m)。以上大量的流式数据，不论是检测免疫细胞的比例、活化状态还是分泌细胞因子的含量，共同表明由IL-27 p28缺陷介导的aGVHD恶化与Treg细胞功能缺陷有关，增强了异基因造血干细胞移植后的T细胞应答。

图1IL-27p28的缺乏增强了异基因造血干细胞移植后的T细胞应答

为了进一步研究IL-27p28缺乏调节Treg细胞分化的机制，作者进行了一系列体外Treg细胞分化功能检测实验。在CD11c-p28f/f移植组中，Treg细胞的比例显著低于对照组(图2a)。通过移植后14天评估体内Treg细胞重建结果显示，与CD45.1对照组相比，IL-27 p28缺陷小鼠的Treg细胞重建显着减少(图2c），表明IL-27 p28缺乏导致Treg细胞发育内源性受损。

IFN-γ、IL-6和IL-12可抑制Treg细胞的分化。作者证明了阻断IFN-γ而不是IL-6或IL-12可以恢复由IL-27 p28缺乏引起的Treg细胞分化抑制（图2f-h）。同时，由于Treg细胞IL-27 p28的缺失，导致IFN-γ分泌量显着升高（图2i）。STAT1是调节Treg细胞分化的IFN-γ信号传导的关键分子。作者观察到，与WT小鼠相比，在CD11c-p28f/f小鼠中Treg细胞STAT1的磷酸化程度大大增加（图2j）。此外，在培养基中添加STAT1抑制剂显着逆转了IL-27 p28介导Treg细胞分化的抑制（图5k）。并且，在体内阻断IFN-γ信号传导会增加脾脏和肝脏中的Treg细胞数量并改善CD11c-p28f/f移植组中小鼠aGVHD的症状(图2l，2m),以上结果表明IL-27 p28缺失通过IFN-γ/STAT1信号通路抑制Treg细胞分化。

图2IL-27p28缺失通过IFNγ/STAT1信号通路抑制Treg细胞分化

在文章中，作者前期研究以及进一步研究中均大量使用了安捷伦NovoCyte系列流式细胞仪及NovoExpress数据分析软件来佐证其实验设想及实验结论。流式细胞术是细胞分析研究的重要技术，可全面用于细胞表型和表征鉴定，确定免疫细胞功能，以及免疫细胞对刺激的反应。流式细胞术提供了灵敏和高通量的解决方案，可用于开发和实施新型免疫疗法评估免疫系统。安捷伦NovoCyte系列流式细胞仪是全球智能化流式的领导者，具有更优异的性能和更简化的操作流程。