年中喜报第七弹|揭开慢性鼻窦炎诊疗新靶点IL-37的神秘面纱
2019.08.29

2019年7月19日,华中科技大学附属同济医院刘争教授课题组在Journal of Allergy and Clinical Immunology (IF:14.11)在线发表题为“IL-37-Mex3B-TLR3 axis in epithelial cells in eosinophilic chronic rhinosinusitis with nasal polyps”的研究论文。该研究阐明了白细胞介素IL-37抑制炎症发生的分子机制。安诺基因有幸参与了其中的RNA-seq工作。




研究背景


鼻腔是呼吸道第一道防线,非常容易受到伤害。鼻炎、鼻窦炎是常见的鼻腔类疾病,患者大多病程冗长,具有流脓涕、头痛、记忆力减退等病症,给生活和工作带来诸多不便。人类白细胞介素IL-37是近年来新发现的一种免疫抑制细胞因子,可以通过调节免疫反应来抑制慢性鼻窦炎等炎症的发生和发展[1]。揭示IL-37在上述过程中发挥效应的具体机制对于慢性鼻窦炎等炎症疾病的诊疗具有重要指导意义。在本研究中,作者以慢性鼻窦炎患者及正常人的鼻腔组织为研究对象,通过比较其中相关基因的表达并探讨它们的相互作用,揭开了IL-37抑制炎症发生的分子机制。


研究路线


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研究结果



1. 慢性鼻窦炎患者鼻腔分泌物中IL-37水平下降

前人研究报道IL-37在炎症组织和正常组织中具有表达差异[1]。为了研究IL-37是否在慢性鼻窦炎中发挥调节作用,作者首先检测了IL-37的蛋白含量,发现其在慢性鼻窦炎患者鼻腔组织中上调表达。但进一步实验发现,在患者鼻腔组织分泌物中IL-37含量显著下降(图1)。

 

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图1 鼻窦炎患者和对照组鼻腔组织中IL-37蛋白含量[2]


2. IL-37可以下调Mex3B的表达

为了寻找IL-37调控的下游基因,作者首先构建IL-37过表达细胞系,随后通过RNA-seq分析其与对照组细胞系的差异表达基因。发现IL-37诱导了20个基因的差异表达,其中有一个编码RNA结合蛋白的基因Mex3B下调表达(图2)。由于近年来有研究表明Mex3B和其互作因子TLR3(一种蛋白受体)参与先天性抗病毒反应[3],作者推测它们可能在IL-37的信号通路中发挥重要作用。

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图2 IL-37可下调鼻腔上皮细胞中Mex3B的表达[2]


3. IL-37通过下调Mex3B抑制TLR3信号的激活

作者继续探究该信号通路,发现Mex3B与TLR3在上表皮细胞中存在互作关系。通过基因敲除实验证明了IL-37正是通过调节Mex3B的表达来抑制TLR3的活性(图3)。

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图3 IL-37抑制Mex3B的表达和TLR3信号的激活[2]


4. IL-37和TSLP的含量呈现负相关关系

本课题组前期研究发现胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP)可以引起并促进炎症的发生[4]。在本研究中,作者发现在炎症组织分泌物中IL-37和TSLP的含量呈现负相关(图4),表明IL-37含量的减少促使TSLP增加,最终促进炎症的发生。

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图4 IL-37和TSLP蛋白含量相关性分析[2]


文章结论


本文通过对慢性鼻窦炎鼻腔上皮细胞的研究,发现IL-37可通过下调Mex3B的表达来抑制TLR3信号,并促进TSLP产生,最终限制炎症疾病的发生。因此IL-37可作为慢性鼻窦炎疾病诊疗的潜在靶向因子。


参考文献


[1] Quirk S, Agrawal D. Immunobiology of IL-37: mechanism of action and clinical perspectives[J]. Expert Review of Clinical Immunology. 2014.10: 1703-1709.

[2] Liu J, Liao B, Yu Q, et al. IL-37-Mex3B-TLR3 axis in epithelial cells in eosinophilic chronic rhinosinusitis with nasal polyps[J]. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2019

[3] Yang Y, Wang S, Huang Z, et al. The RNA-binding protein Mex3B is a co-receptor of Toll-like receptor 3 in innate antiviral response[J]. Cell Research. 2016. 26: 288-303.

[4] Liao B, Cao P, Zeng M, et al. Interaction of thymic stromal lymphopoietin, IL-33, and their receptors in epithelial cells in eosinophilic chronic rhinosinusitis with nasal polyps[J]. Allergy. 2018. 73: 1459-1469.





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