Tuft细胞参与了人类原发性干燥综合征(Sj?gren's disease)以及实验性小鼠干燥综合征的发病机制
《Journal of Dental Sciences》:Tuft cells contribute to the pathogenesis of human primary and experimental murine Sj?gren's disease
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时间:2025年11月08日
来源:Journal of Dental Sciences 3.1
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Sj?gren's disease (SjD) patients and NOD mice show elevated tuft cells (TCs) in salivary glands with lymphocytic infiltration, where TCs produce IL-25, correlating with immune activation and ductal dilation.
干燥综合征(SjD)患者和NOD小鼠唾液腺中苔藓细胞(TCs)在淋巴浸润区域显著增多,并通过分泌IL-25参与免疫激活和导管扩张。
近年来,关于唾液腺中一种特殊的上皮细胞——簇状细胞(Tuft cells, TCs)的研究逐渐增多。这些细胞因其独特的形态和功能,在免疫调节中扮演着重要角色。TCs最初是在气管上皮中被发现的,具有瓶状结构,其顶端表面排列着刷状的微绒毛。它们不仅在肠道和呼吸道等消化和呼吸系统中广泛存在,还被发现存在于非黏膜部位,如胸腺和胰腺。在唾液腺中,TCs的存在也得到了初步证实,特别是在下颌下腺的条纹导管中。然而,其在唾液腺中的具体功能和与自身免疫性疾病之间的关系仍不明确。
Sj?gren's disease(斯约格伦综合征,简称SjD)是一种不可逆的自身免疫性疾病,其主要特征是外分泌腺功能受损,导致显著的黏膜干燥。该疾病的发病机制涉及上皮屏障与免疫反应之间的复杂相互作用。已有研究表明,SjD患者的唇腺中存在Th2细胞的选择性浸润,伴随IL-4和IL-33水平的升高。IL-25作为一类重要的细胞因子,被发现与SjD的病理过程密切相关,其表达水平在唾液腺中显著增加,并且在实验模型中,中和IL-25抗体能够减少淋巴细胞浸润。然而,IL-25的具体来源尚未明确,因此有必要进一步探究TCs在这一过程中的作用。
本研究通过多种实验方法,揭示了TCs在SjD患者和NOD.B10小鼠唾液腺中的分布及其与疾病病理之间的联系。研究发现,TCs在淋巴细胞浸润区域的数量显著增加,并且其表达水平与淋巴细胞浸润的程度呈正相关。这一现象表明,TCs可能在SjD的发病机制中发挥关键作用。此外,通过免疫荧光染色技术,研究人员发现IL-25主要来源于TCs,特别是在条纹导管与淋巴细胞浸润区域相邻的位置。这些发现不仅支持了TCs在SjD中的潜在功能,也为进一步研究其在疾病发展中的作用提供了重要线索。
在实验设计方面,研究团队首先对SjD患者和唇腺囊肿患者的唇腺组织进行了组织学染色,以观察TCs的分布情况。随后,他们利用免疫荧光技术检测了DCLK1、KRT19和IL-25的表达和定位。DCLK1是一种TCs的标志性蛋白,其在唾液腺中的表达水平显著升高,特别是在条纹导管的扩张区域。KRT19则作为导管上皮细胞的标记物,与DCLK1共同表达了TCs的存在。这些结果表明,在SjD患者的唇腺组织中,TCs不仅数量增加,而且其表达水平与疾病严重程度密切相关。
为了进一步验证这些发现,研究团队还使用了C57BL/10和NOD.B10小鼠模型,评估了唾液分泌速率的变化。结果显示,NOD.B10小鼠的唾液分泌速率明显低于对照组,这可能与TCs的异常增殖和功能改变有关。同时,通过HE染色观察到,这些小鼠的下颌下腺中出现了典型的淋巴细胞浸润性唾液腺炎(Focal Lymphocytic Sialadenitis, FLS)和淋巴上皮病变(Lymphoepithelial Lesion, LEL),这些病理变化进一步支持了TCs在SjD中的参与。此外,RT-qPCR分析确认了TCs相关基因(如POU2F3和DCLK1)在12周龄NOD.B10小鼠的下颌下腺中显著上调,进一步表明TCs在疾病进展中的重要作用。
值得注意的是,TCs不仅在结构上具有独特的特征,还在功能上展现出多种调节能力。它们能够通过释放IL-25等细胞因子,激活II型免疫反应,进而影响免疫细胞的活化和功能。IL-25通过与IL-17RB受体结合,发挥其免疫调节作用,特别是在对抗寄生虫感染中。此外,IL-25还被发现能够调控Th2细胞和ILC2细胞的活化,从而促进黏膜组织的重塑。在SjD的背景下,IL-25的异常表达可能成为疾病进展的一个重要驱动因素。
研究团队还通过免疫荧光共染色技术,观察到DCLK1和IL-25在条纹导管中的共定位,这表明TCs是IL-25的主要来源。在SjD患者的唇腺组织中,这一现象同样存在,进一步强化了TCs与疾病之间的联系。此外,研究还发现,TCs的增加与唾液分泌减少和淋巴细胞浸润程度增加之间存在显著相关性,这提示TCs可能在SjD的病理过程中起到了一定的推动作用。
从免疫调节的角度来看,TCs的多功能性使其成为研究的重点。它们不仅能够通过化学感受器感知外界刺激,还能够通过释放多种细胞因子和信号分子,调节邻近上皮细胞和免疫细胞的功能。例如,TCs能够通过激活味觉受体和下游信号通路,影响免疫反应和炎症过程。此外,它们还能够通过调节神经信号和炎症通路,如乙酰胆碱信号和过敏相关脂氧合酶信号分子(如半胱氨酰白三烯和前列腺素D2),参与黏膜防御和免疫调节。
尽管已有大量关于TCs在肠道和呼吸道中的研究,但其在唾液腺中的具体功能仍需深入探讨。特别是TCs通过释放IL-25参与SjD的发病机制,这一发现为未来的研究提供了新的方向。研究团队提出,TCs可能通过分泌IL-25,激活Th2细胞和ILC2细胞,进而引发IL-4和IL-13的释放,这些细胞因子能够促进TCs的增殖,从而加剧疾病的发展。这一假设得到了实验数据的支持,同时也为理解SjD的免疫机制提供了理论依据。
研究的局限性在于,虽然通过组织学和分子生物学方法确认了TCs的存在及其与IL-25表达的关系,但TCs在SjD中的具体作用机制仍需进一步探讨。例如,TCs如何被激活,IL-25的释放是否受到其他因素的影响,以及这些细胞因子如何与其他免疫细胞相互作用,共同推动疾病进程。此外,TCs在唾液腺中的分布是否具有区域特异性,以及其在不同阶段的疾病中是否发生变化,这些都是未来研究需要关注的问题。
本研究的意义在于,它首次系统地揭示了TCs在SjD中的潜在作用。TCs的异常增殖和IL-25的过度表达可能成为SjD发病机制中的关键环节。因此,针对TCs及其分泌的IL-25进行干预,可能为SjD的治疗提供新的思路。例如,通过抑制IL-25的释放或调节TCs的增殖,可以有效减少淋巴细胞的浸润,从而改善唾液腺功能。此外,TCs作为免疫调节的关键细胞,其在SjD中的功能可能与其他自身免疫性疾病存在一定的共性,这为跨学科的研究提供了可能。
未来的研究方向应包括以下几个方面:首先,进一步探究TCs在SjD中的具体激活机制,包括其受到哪些信号的调控,以及这些信号如何影响其功能。其次,研究TCs与II型免疫反应之间的相互作用,特别是IL-25如何与其他免疫细胞协同作用,推动疾病的发展。此外,还需要明确TCs在不同阶段的疾病中的变化情况,以及其是否具有治疗靶点的潜力。最后,探索TCs相关的信号通路,如乙酰胆碱信号和脂氧合酶信号,如何影响唾液腺的免疫反应和病理变化。
综上所述,TCs在SjD中的作用值得关注。它们不仅在唾液腺中广泛分布,还与疾病的关键病理特征——淋巴细胞浸润和唾液分泌减少密切相关。通过释放IL-25,TCs可能在疾病的免疫调节中发挥重要作用。这些发现不仅拓展了我们对TCs功能的认识,也为SjD的治疗提供了新的视角。未来的研究应进一步揭示TCs的分子机制和免疫调节作用,以期为开发更有效的治疗策略奠定基础。
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