客户致谢|IF8.768 山东第一医科大学第一附属医院董亮研究团队利用蛋白组学探究哮喘疾病治疗中关键性新靶点!

PREFACE:

-前言-


      哮喘是一种特异性疾病,以慢性炎症、上皮细胞-间充质转化(Epithelial–mesenchymal transformation,EMT)和气管变化为特征。已知肿瘤坏死因子家族(Tumor necrosis factor family,TNF family)中的样细胞因子(Tumor necrosis factor-like cytokine 1A,TL1A)与结构域受体3(Domain receptor, CDR3)相结合,能够影响胞间信号传导,参与调控哮喘疾病发展。蛋白质组学是一种在不同生理或病理条件下探索蛋白质功能、分类及相互作用的重要技术。山东第一医科大学第一附属医院董亮研究团队利用蛋白质组学及其他临床医学实验,于2022年3月在《Frontiers in Immunology》(Q1,IF:8.79)期刊上发表了名为“TL1A/DR3 Axis, A Key Target of TNF-a, Augments the Epithelial–Mesenchymal Transformation of Epithelial Cells in OVA-Induced Asthma”的课题文章,旨在解析TL1A/DR3信号轴在TNF家族与哮喘患者EMT中的作用,首次阐明了TL1A/DR3信号轴在哮喘患者高表达的TNF-a蛋白和由TNF-a所刺激的上皮Beas-2B细胞中显著上调,该成果为哮喘疾病治疗提供了关键性新靶点,对探索呼吸道免疫防御系统的更多潜在治疗靶点具有重要意义。




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期刊:Frontiers in Immunology

影响因子:8.768

发表时间:2022.03

研究内容:作者利用蛋白质组学中的Label-free、免疫印记、免疫荧光检验及其他临床医学实验数据,旨在探究TL1A/DR3信号轴在细胞、小鼠和人类水平上对TNF-a及由TNF-a诱导的EMT中的作用。



RESEARCH ROUTE

-研究路线-

小鼠样本(对照n=3:实验n=4)


蛋白质组学技术Label-free

筛选差异表达蛋白


细胞、小鼠.组织样本


Western blot、共定位免疫荧光、气管内雾化等



TL1A/DR3信号轴是TNF-a中增强EMT的关键靶点



细胞体外培养等实验证实了L1A/DR3轴参与调控由TNF-a由诱导




ARTICLE INTERPRETATION:

-文章解读-


1.TL1A/DR3信号轴在由OVA诱导的TNF-A高表达的哮喘小鼠中过表达

      利用蛋白质组学对潜在受体蛋白富集分析,差异蛋白数据集检测到了动物模型中TNF-a和TL1A/DR3的变化;免疫印迹分析结果表明,与对照组相比,由ova诱导的哮喘模型中TNF-a和TL1A/DR3的表达显著增加(图1H-L)。


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2.TL1A/DR3信号轴在哮喘患者TNF-A高表达的气管上皮中过表达

      Masson染色和免疫荧光染色实验表明,TNFa和TL1A/DR3轴在气管上皮细胞中同时过表达(图2A-F),且哮喘患者气道周围有大量胶原沉积,上皮细胞明显发生间充质转化(图2G-P)。结合图1、图2的实验结果,可以推测TL1A/DR3轴可能参与了由TNF-a介导的EMT。


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3.TNF-a的气管内雾化加重了小鼠肺部的TL1A/DR3轴和EMT

       已知与对照组相比,哮喘模型中TNF-a的表达显著增加。因此,作者对重组小鼠TNF-a蛋白进行30天的刺激,观察其对TL1A/DR3信号轴和EMT的影响。WBP系统表明,重组TNF-a蛋白加重了小鼠的气管抵抗(图3B)。此外,重组TNF-a蛋白显著增加了小鼠气道炎症细胞的积累和气管上皮细胞黏液的分泌(图3C-F)。而且用小鼠重组TNF-a蛋白刺激的小鼠中也增加了TL1A/DR3信号轴和EMT的表达(图3G-L)。这些结果表明,TNF-a可能通过TL1A/DR3信号轴影响EMT。


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4.通过英夫利昔单抗治疗特异性中和TNF-a活性,由OVA诱导的TL1A/DR3轴和EMT同步降低

     在由ova诱导的哮喘小鼠中,英夫利昔单抗对由TNF-a介导的TL1A/DR3轴和EMT起到特异性中和作用。这一结果表明英夫利昔单抗改善了由OVA诱导的小鼠气管炎症细胞的积累和气管重塑(图4B、C、F)。此外,在英夫利昔单抗特异性中和了由ova诱导的哮喘小鼠TNF-a的活性后,TL1A/DR3轴和EMT发生显著改善(图4D,E,G-J)。这些结果证实了TNF-a通过TL1A/DR3轴影响EMT的形成。


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5.敲除TL1A可降低小鼠中由ova诱导的EMT

      在小鼠中TL1A基因缺失后,OVA诱导哮喘小鼠肺组织中TL1A的表达显著降低(图5B,F)。DR3的免疫荧光结果显示,TL1A基因敲除影响了哮喘小鼠中DR3的表达(图5C,G)。HE和PAS结果显示,敲除TL1A可改善ova诱导的小鼠气道炎症和黏液分泌(图5D、E、H)。值得注意的是,TL1A缺失显著改善了气管重塑和ova诱导小鼠的EMT(图6A-J)。这些结果表明,TL1A/DR3轴参与了哮喘小鼠EMT的形成。


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6.TNF-a刺激Beas-2B细胞中TL1A/DR3轴和EMT的过表达

     作者使用人类组织图谱(http://www.proteinatlas.org/)来鉴定TL1A和TNF-A的蛋白水平,结果显示,在正常肺中这些蛋白的水平高于大多数其他器官(图7A-D)。考虑到气管上皮细胞在哮喘中的重要性,作者选择用TNF-a来刺激Beas-2B细胞,从而观察TL1A/DR3轴和EMT的作用。结果显示,随着TNF-a刺激时间的延长,TL1A/DR3轴和EMT(I型胶原、纤维连接蛋白、n-钙粘蛋白和波形蛋白)发生了显著变化(图7E,F)。作者在48小时内选择刺激了不同浓度的TNF-a。结果显示,至浓度增加到50 ng/mL时,TL1A/DR3轴和EMT都随着浓度的增加而不断发生变化(图7G,H)。


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7.TL1A/DR3信号轴是TNF-a中增强EMT的关键靶点

      基于上述结果,作者进一步探讨了TL1A/DR3信号轴在由诱导TNF-a的EMT中的作用。作者在细胞培养基中加入不同浓度的sTL1A,以验证sTLA的作用。在细胞外培养中加入500-2000 ng/mL的sTLA后,DR3和EMT显著增加(图8C,D)。这一结果表明,在由TNF-a诱导的TL1A中的TL1AsiRNA进行干预后,DR3水平降低,EMT的转化得到改善(图8E-H)。免疫荧光结果显示,TL1A过表达在pc-mTL1A+TNF-A组中有效(图9A,F)。实验结果显示pc-mTL1A+TNF组的I型胶原蛋白、I型纤维连接蛋白、波形蛋白和非钙粘蛋白的表达水平与TNF-a组相比有一定程度的升高(图9B-E,G-J)。综上所述,TL1A/DR3轴在增强TNF-a诱导的EMT形成中起着关键作用。


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RESEARCH CONCLUSION    

-研究结论-


      伴随着EMT的慢性咽炎症是暗示哮喘疾病正在发展的一个重要特征,该过程中,上皮细胞从屏障作用演化为结合靶点,是一个表明疾病加重的关键性信号。本研究中,作者利用蛋白质组学技术筛选到富集差异蛋白表达,首次确定了TL1A/DR3轴在由TNF-a诱导的EMT形成中的特定作用,表明阻断TL1A/DR3轴可能是一种新的改善由TNF-a建立的EMT的哮喘治疗方法,这一成果对哮喘疾病治疗具有重要意义。


       蛋白质非标记定量Label-free是一种无需同位素内标,利用LC-MS对酶解后的蛋白质肽进行质谱分析,通过MaxQuant定量分析软件,大规模比较质谱分析次数或质谱峰强度,判断不同样品肽段信号强度,从而对蛋白质肽段进行相对定量的方法,该技术提高了低丰度蛋白的检测效率及蛋白质定量的准确性。


       拜谱生物在本课题中为该研究团队提供了这一相关蛋白质组学技术,对样品蛋白进行了非标记定量及富集差异分析,助力筛选相关效应因子靶点,项目负责人对拜谱生物技术支持表示感谢。

  • The TL1A-DR3 Axis in Asthma: Membrane-Bound and Secreted TL1A Co-Determined the Development of Airway Remodeling.

  • The Role of the TL1A/DR3 Axis in the Activation of Group 2 Innate Lymphoid Cells in Subjects with Eosinophilic Asthma.

  • Crohn's disease-associated mucosal factors regulate the expression of TNF-like cytokine 1A and its receptors in primary subepithelial intestinal myofibroblasts and intestinal epithelial cells.


全国统一客服电话:400-820-8531

end


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