当前位置: X-MOL 学术Allergy › 论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
组胺受体 H2R 和 H4R 的表达主要通过人 M2 巨噬细胞上的 IL-4/IL-13 受体 II 型进行调节
Allergy ( IF 12.6 ) Pub Date : 2021-06-15 , DOI: 10.1111/all.14979
Susanne Mommert 1 , Martin Jahn 1 , Katrin Schaper-Gerhardt 1 , Ralf Gutzmer 1, 2 , Thomas Werfel 1
Affiliation  

致编辑,

过敏性皮肤病如特应性皮炎 (AD) 的病理生理学特征在于疾病易感基因、皮肤屏障缺陷和异常免疫反应之间的复杂相互作用。在其他免疫细胞中,分化为巨噬细胞的单核细胞被吸引到发炎的皮肤中,并暴露于 Th2 细胞因子和可在 AD 患者皮肤中检测到的高浓度组胺,从而导致免疫调节和瘙痒。1, 2增加功能性组胺受体,特别是组胺 H4 受体 (H4R) 的表达水平,在湿疹性皮肤病变的炎症浸润中的免疫细胞上,可能会通过介导与局部组胺接触的细胞因子和趋化因子释放来加剧炎症。3 了解这些机制可能会产生减轻炎症的治疗策略。

在 AD 患者的 II 期研究中研究了 H4R 的两种特定拮抗剂。2 , S1许多其他物质,特别是 dupilumab S2,目前被批准用于治疗 II 型炎症性疾病,已显示出显着减少瘙痒症状和临床 AD 严重程度评分。

由于对已知在 AD S3发炎皮肤真皮中增加的巨噬细胞上的 II 型细胞因子和组胺受体的串扰知之甚少,我们在本研究中调查了 Th2 细胞因子 IL-4 和 IL-13 是否影响组胺人单核细胞衍生的 M2 巨噬细胞中的受体 mRNA 表达水平在 M-CSF 存在下分化 10 天(参见材料和方法部分和本文在线存储库中的图 S1 中的其他信息)。

如之前所示,在完全分化的人类 M2 巨噬细胞中可检测到 H1R-、H2R- 和 H4R- 而不是 H3R mRNA 表达。4

用 IL-4 刺激 M2 巨噬细胞导致 H2R 和 H4R 上调,而 IL-13 在 M2 巨噬细胞的 mRNA 水平上选择性上调 H4R(图 1B、C、E、F)。H1R mRNA 表达既没有被 IL-4 也没有被 IL-13 上调(图 1A,D)。

图片
图1
在图形查看器中打开微软幻灯片软件
在人 M2 巨噬细胞中调节 H1R、H2R 和 H4R mRNA 表达以响应 Th2 细胞因子。在 M-CSF 存在的情况下,来自血小板单采术 AF 残留血样或来自健康对照或特应性皮炎患者的外周血的分化巨噬细胞 G 和 H 用 IL-4 (20 ng/ml) 或 IL-13 (15 ng/ml) 48 小时。A、H1R、B、H2R 和 C、H4R 的 mRNA 表达在完全分化和 IL-4 或 D、H1R、E、H2R、F、H4R 中的 IL-13 激活的 M2 巨噬细胞中进行测量。与来自特应性皮炎患者的细胞相比,在来自健康对照的完全分化的 M2 巨噬细胞(10 天)中测量 G、H2R 和 H、H4R 组成型 mRNA 表达。显着差异,由 Wilcoxon 配对符号秩检验 AF 和 Mann Whitney 检验 G 和 H 确定,p  < .05;** p  < .01;*** p  < .001;图中显示了中位数。A, ( n  = 12 个独立捐赠者和实验), B, ( n  = 13 个独立捐赠者和实验), C, ( n  = 8 个独立捐赠者和实验), D, ( n  = 9 个独立捐赠者和实验), E, ( n  = 14 个独立供体和实验), F, ( n  = 10 个独立供体和实验), G, ( n  = 8 个独立供体和实验), H, ( n  = 6 个独立供体和实验), NS = 非刺激, HC = 健康对照,AD = 特应性皮炎,tgt/ref 比率 = 目标/参考比率

巨噬细胞 M2 标记 CD206,也称为甘露糖受体 C 型 I,在 AD 患者的真皮中检测到表达细胞,表明巨噬细胞可能在疾病病理学中发挥作用S3。有趣的是,与健康对照相比,从中度至重度 AD 患者的单核细胞产生的 M2 巨噬细胞显示出更高的 H4R mRNA 组成型表达水平,这在 H2R 中未见(图 1G、H)。由于表明血清 IgE 水平与 AD S4 的疾病严重程度相关,我们还通过 ImmunoCap、Thermo Fisher Scientific 测量了各个患者血清中的总 IgE 水平。H4R mRNA 表达水平升高的 AD 患者血清中的总 IgE 水平也很高,如本文在线存储库中的表 S1 所示。在人类巨噬细胞中获得的这些数据与最近发表的工作中在人类嗜酸性粒细胞中的观察结果非常吻合。5在人嗜酸性粒细胞中,H4R mRNA 表达也被 IL-4 和 IL-13 上调,而 H2R mRNA 表达的上调,就像在巨噬细胞中一样,仅通过 IL-4 介导。5与 M2 巨噬细胞类似,与来自健康对照的细胞相比,来自 AD 患者的嗜酸性粒细胞组成性表达高水平的 H4R。5

H4R mRNA 表达的上调也响应于 IL-13 以及嗜酸性粒细胞5和 AD 患者 M2 巨噬细胞中显示的受体的高水平组成型 mRNA 表达指定 H4R 的相关作用在 AD 的病理生理学中。在这些条件下,H4R 也称为病理性 H4R。在亚急性和慢性 AD 皮肤损伤中观察到 IL-13 mRNA 表达的显着上调,这在 IL-4 S5 中未检测到,支持了这一假设。

细胞因子 IL-4 和 IL-13 都通过其细胞表面受体异二聚体发出信号来确定有效的 2 型炎症过程。1 IL-4 或 IL-13 对 I 型或 II 型受体亚基的异二聚化导致相关的 Janus/酪氨酸激酶(JAK/TYK 由 JAK1、JAK2、JAK3 和 TYK2 组成)的催化激活。随后受体中酪氨酸残基的磷酸化发生,从而信号转导和转录激活因子 6 (STAT6) 被激活并易位到细胞核以诱导细胞因子诱导基因S6 的转录(图 2A)。

图片
图2
在图形查看器中打开微软幻灯片软件
人 M2 巨噬细胞中 IL-4 或 IL-13 诱导的 H2R 和 H4R mRNA 表达上调主要通过 IL-4/IL-13 受体 II 型介导。A,IL-4 和 IL-13 与其同源受体(I 型和 II 型)的结合触发受体亚基相关信号衔接分子的激活,从而诱导信号转导和转录激活因子 6 (STAT6) 的募集和磷酸化可与激活蛋白-1 (AP-1) 配合以激活特定基因转录程序(简化图,由 BioRender.com 创建)。B-G,在 M-CSF 存在下,分化的巨噬细胞用 IL-4 (20 ng/ml) 或 IL-13 (15 ng/ml) 刺激 48 小时。刺激前20分钟,IL-4R I 型和 IL-4/IL-13R II 型细胞表面受体的亚基被特异性抗体 (Ab) 选择性阻断:Dupilumab (10 µM),一种阻断 IL-4Rα 亚基的单克隆 IgG4 抗体,多克隆山羊 IgG 抗体用于阻断常见的 γ 链/IL-2Rγ (20 µM),IL-13Rα1 和 IL-13-Rα2 亚基分别被单克隆抗体 (10 µM) 或其下游信号适配器阻断分子被选择性抑制剂 (Inh.) 阻断:AP-1 的 T-5224 (10 µM)、JAK3 的 PF 06651600 丙二酸 (10 µM) 和 TYK2 的 TC JL 37 (10 µM)。B和C,IL-4刺激M2巨噬细胞中的H2R mRNA表达,D和E,IL-4刺激M2巨噬细胞中的H4R mRNA表达,F和G,IL-13刺激M2巨噬细胞中的H4R mRNA表达。显着差异,由 Friedman Dunn' 确定p  < .05;** p  < .01;*** p  < .001;**** p  < .0001;图中显示了中位数。NS = 非刺激;B, ( n  = 11 个独立供体和实验), C, ( n  = 16 个独立供体和实验), D, ( n  = 13 个独立供体和实验), E, ( n  = 14 个独立供体和实验), F, ( n  = 13 个独立供体和实验), G, ( n  = 16 个独立供体和实验)。NS = 非刺激

我们研究了 IL-4 和 IL-13 的信号通路,以找到人类 M2 巨噬细胞中 H2R 和 H4R 上调的检查点。

因此,IL-4 或 IL-13 刺激(48 小时)的 M2 巨噬细胞与针对 IL-4 和 IL-13 受体复合物亚基的抗体预孵育:I 型 (IL-4) 受体由 IL-4 受体组成α (IL-4Rα) (dupilumab) 和共同 γ 链/IL-2Rγ,以及由 IL-4Rα 和 IL-13Rα1 亚基组成的 II 型 (IL-4/IL-13) 受体。6 IL-13 与 IL-13Rα2 的结合也被特异性抗体阻断。在 Th2 细胞因子刺激之前,下游调节因子 JAK3、TYK2 和激活蛋白-1 (AP-1) 的抑制剂也被添加到细胞中。我们没有阻断 JAK1 信号,因为 JAK1 与 I 型和 II 型受体相关,因此不能区分S6(抗体和抑制剂的剂量反应实验参见本文在线资源库中的图 S2)。

Dupilumab 是一种靶向 IL-4Rα 亚基的人源化 IgG4 单克隆抗体,可显着抑制 IL-4 介导的 H2R(图 2B)以及 IL-4 和 IL-13 介导的 H4R mRNA 上调。通过特异性抗体靶向其他 IL-4 I 型或 IL-4/IL-13 II 型受体亚基的效果较差(图 2D、F)。以下假设对此提供了一种可能的解释:如果共同的 γ 链/IL-2Rγ 被完全阻断,则可以募集 IL-13Rα1 亚基与 IL-4Rα 形成异源二聚体,从而导致信号转导。当 IL-13Rα1 单独被阻断时,反之亦然会看到相应的结果。在我们的研究中,抗 IL-13Rα1 抗体能够通过趋势抑制 IL-13 诱导的 H4R 上调(图 2F)。

有趣的是,IL-4 诱导的 H2R mRNA 表达上调也被针对 IL-13Rα2 亚基的抗体逆转(图 2B)。IL-13Rα2 亚基的机制直到现在还不清楚。一些报告描述了 IL-13Rα2 作为诱饵受体,不会将 IL-4/IL-13 信号转导到细胞S7、S8 中。然而,一些数据支持这样的假设,即 IL-13Rα2 的细胞质尾部可以通过与 IL-4 Rα 7 ,S8的物理相互作用作为 IL-4 信号传导的调节器这可能符合我们的观察。

关于分别用于 I 型和 II 型受体的选择性相关 JAK3 或 TYK2 信号分子,我们观察到使用选择性 TYK2 抑制剂显着抑制了 IL-4 诱导的 H2R mRNA 上调(图 2C)。

IL-4 诱导的 H4R mRNA 表达被对 I 型受体 (IL-4R) 有选择性的 JAK3 抑制剂阻断,甚至被对 II 型有选择性的 TYK2 抑制剂 (IL-4/IL-13R) 阻断。 )。TYK2 的抑制也阻止了 IL-13 诱导的 H4R mRNA 表达上调(图 2E,G)。这些结果使 II 型受体成为 H2R 和 H4R 调节的焦点。

小分子阻断转录因子 AP-1 仅抑制了 IL-4 介导的 H4R mRNA 表达上调(图 2E)。AP-1 家族蛋白通过调节参与细胞因子、趋化因子、增殖和免疫细胞分化的特定基因的转录,在几种严重疾病和炎症性疾病中发挥关键作用S9。值得注意的是,已经证明 IL-4 依赖性诱导生殖系 ɛ 转录物,这是小鼠 Ig 同种型转换为 IgE 之前的一个重要步骤,需要 AP-1 蛋白 Jun/Fos 和 STAT6 S10的相互作用。

对于人类 M2 巨噬细胞,我们在这里首次展示了 AP-1 调节 H4R mRNA 表达的 IL-4 依赖性上调的新功能。

同时,我们通过流式细胞术研究了 STAT6 在酪氨酸 641 处的磷酸化,这被认为是参与 IL-4 或 IL-13 反应性的主要途径。6分别通过抗体和信号分子抑制剂阻断 IL-4/IL-13 通路后,STAT6 磷酸化的抑制主要对应于抑制 IL-4-和 IL-13 诱导的 H4R mRNA 的图上调。STAT6 在酪氨酸 641 处的磷酸化被 dupilumab、IL-13Rα1 抗体以及 JAK3 和 TYK2 抑制剂阻断(参见本文在线资源库中的图 S3),表明 STAT6 在调节 H4R 基因转录中的关键作用.

H4R 在体外和体内均显示参与 AD 发病机制的特征机制。3在 AD 选择性 H4R 拮抗剂患者中进行的两项临床概念试验证明,瘙痒减少和/或湿疹改善。2S1我们最近描述了 H2R 作为 AD 中炎症 II 型反应的可能放大器的新作用,导致单核细胞和巨噬细胞中的趋化因子 CCL17 上调。8

Dupilumab 是第一个被批准用于治疗 AD S2 的单克隆抗体,也是针对 JAK/TYK 通路的小分子,在治疗患者炎症性疾病或临床试验中显示出积极的结果。9

我们对阻断 IL-4R I 型和 IL-4/IL-13R II 型受体亚基以及下游信号分子,特别是转录因子 AP-1 的特定物质进行的实验显示了导致防止人类 M2 巨噬细胞中 H2R 的上调和最显着的 H4R 上调。

我们的发现应该有助于更好地理解可能与 AD 相关的组胺受体的调节以及干扰过敏性皮肤病(如 AD)中 II 型炎症反应的物质的相关作用模式。





"点击查看英文标题和摘要"

更新日期:2021-06-15
down
wechat
bug