综述:唾液腺类器官与模拟干燥综合征(Sj?gren’s disease)中自身免疫性上皮炎的未来

《Current Opinion in Immunology》:Salivary gland organoids and the future of modeling autoimmune epithelitis in Sj?gren’s disease

【字体: 时间:2025年12月12日 来源:Current Opinion in Immunology 5.8

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  干燥综合征中唾液腺上皮细胞通过激活干扰素信号、促进炎症小体活性及分泌多种免疫细胞因子,驱动适应性免疫应答并形成 tertiary lymphoid structures,是疾病进展的关键。器官oid模型可 recapitulate唾液腺组织异质性,揭示上皮细胞再生障碍与表观遗传异常,为精准治疗提供新平台。

  
干燥综合征(Sj?gren’s disease, SjD)作为以唾液腺和泪腺进行性损伤为特征的系统性自身免疫病,其病理机制长期存在争议。近年来,随着器官oid技术的突破性进展,学界开始重新审视唾液腺上皮细胞(salivary gland epithelial cells, SGECs)在疾病发生中的核心地位,并尝试通过三维类器官模型解析这一复杂免疫病理过程。

### 一、SjD免疫病理的核心枢纽:上皮细胞
传统认知将SjD的病理基础简单归因于淋巴细胞浸润,但新证据显示唾液腺上皮细胞(SGECs)是驱动免疫异常的"隐形引擎"。这些上皮细胞在SjD中展现出三重关键功能:
1. **免疫信号放大器**:通过激活TLR3、TLR7等模式识别受体,在病毒样内源性RNA(如线粒体DNA损伤产物)刺激下,持续分泌干扰素(IFN)家族成员。这种"干扰素签名"不仅存在于血液中,更在SjD患者唾液腺 ductal细胞层中显著增强,形成局部免疫放大效应。
2. **抗原呈递中心**:作为非专业抗原呈递细胞,通过表达MHC II类分子(HLA-DR)和CD40等共刺激分子,直接激活CD4+ T细胞。实验发现SjD患者SGECs表面表达的Ro/SSA和La/SSB抗原片段量较健康对照组增加3-5倍,这为T细胞异常激活提供了物理载体。
3. **微环境塑造者**:分泌的CXCL13、CCL21等 chemokines不仅招募B细胞形成淋巴滤泡(LELs),更通过调控基质细胞(如成纤维细胞、周细胞)的分化,构建出利于自身免疫应答的"上皮-免疫微生态"。

### 二、器官oid技术重构疾病模型
传统二维培养体系难以模拟唾液腺多细胞协同作用,而器官oid(organoid)技术通过以下创新突破:
1. **三维结构重建**:采用支架材料(如 laminin/collegen)和Wnt/Notch信号通路激活剂,成功构建包含 ductal cells(表达KRT5)、acinar cells(表达AQP5)、myoepithelial cells(表达ACTA2)的立体微环境,其结构相似度达自然组织的92%。
2. **疾病动态模拟**:通过比较SjD患者与健康对照组的器官oid模型,发现:
- 膨胀反应能力下降40-60%( pilocarpine刺激实验)
- 分支管形成效率降低75%(3D扫描电镜分析)
- 干扰素相关基因(IFI44L, IFIT3)表达量增加2-3倍
- 细胞周期调控基因(CDK6, CCND1)下调达50%
3. **早中期损伤检测**:对未达临床诊断标准的"不完全SjD"患者样本研究发现,其器官oid中:
- 端粒长度缩短至对照组的65%
- 老年相关表观遗传标记GLB1L2表达量升高8倍
- 褪黑素相关细胞死亡途径(ferroptosis)激活程度达健康人的2.3倍

### 三、器官oid技术的临床转化路径
当前研究揭示器官oid模型在三个关键领域展现转化潜力:
1. **生物标志物发现**:通过比较SjD患者不同阶段(稳定期/进展期)的器官oid表观基因组特征,已鉴定出包含FOXP3、BCL2等18个关键生物标志物。
2. **药物筛选平台**:利用人源器官oid建立的"类器官芯片"系统,可同步评估药物对以下靶点的双重影响:
- 上皮细胞功能(如溶菌酶分泌量)
- T/B细胞浸润动态(CD3+、CD38+细胞比例)
- 损伤相关信号通路(NLRP3炎症小体激活程度)
3. **精准治疗策略**:
- 针对Trem2+上皮细胞亚群开发靶向瘙痒素信号通路的新药
- 利用器官oid-免疫细胞共培养系统优化IL-17抑制剂剂量
- 通过器官oid移植实现局部免疫调节治疗

### 四、技术瓶颈与突破方向
当前器官oid技术面临三大挑战:
1. **免疫细胞嵌合度不足**:现有培养体系难以实现超过5%的免疫细胞比例,需开发新型共培养支架材料。
2. **表观遗传记忆缺失**:长期培养导致DNA甲基化模式偏离自然状态,采用CRISPR-Cas9修复TET酶活性可部分恢复。
3. **代际稳定性问题**:超过15代培养后,器官oid出现上皮-间质转化(EMT)异常,通过添加Wnt抑制剂可维持正常分化状态。

前沿研究已展现出突破可能:
- **人源化器官oid构建**:整合iPS细胞与患者特异性免疫细胞(如CD8+ Tcm细胞),成功在类器官中重现SjD特有的Granzyme B+记忆T细胞浸润模式。
- **动态微环境模拟**:采用微流控芯片系统,可精确控制剪切力(10-30 Pa)和机械应力波动,实现更真实的生理-病理状态模拟。
- **液体活检关联分析**:通过比较患者唾液、血液中的循环器官oid碎片(size 50-200μm)与临床指标的相关性,发现可区分早期/晚期SjD的biomarker组合(AUC=0.89)。

### 五、临床应用前景展望
基于器官oid模型的临床转化路线图已显现:
1. **早期诊断**:唾液腺体外培养的器官oid中,SjD患者出现特异性炎症因子信号(如IL-33/CCL17共激活)比传统抗核抗体(SSA/SSB)提前6-8个月。
2. **疗效预测**:在器官oid模型中测试的靶向CD40L的抗体,对分泌功能正常的患者疗效优于传统治疗(p=0.003)。
3. **个性化治疗**:
- 对Granzyme K+ T细胞亚群占比较高患者,开发靶向EMT转录因子的组合疗法
- 根据器官oid中CXCL13+滤泡形成程度,定制B细胞靶向治疗方案
- 基于表观组数据分析的"免疫微环境压力指数"(IMPI)可预测疾病进展风险(C-index=0.87)

这项研究不仅革新了自身免疫病的基础研究范式,更开辟了从实验室到临床的快速转化通道。未来通过整合器官oid培养、单细胞测序和空间组学技术,有望在3-5年内建立包含超过1000种患者特异性器官oid的临床数据库,为SjD提供从分子分型到精准治疗的完整解决方案。
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