IL-6反式信号在囊性纤维化支气管细胞中协同TNF-α增强ICAM-1表达并促进中性粒细胞炎症

本研究发现囊性纤维化（CF）患者肺部加重期（PEx）血浆sIL-6Rα水平显著升高，提示IL-6反式信号（trans-signaling）激活。CF支气管上皮细胞（CF2）对IL-6经典信号和反式信号均呈现超敏反应，且TNF-α与IL-6反式信号协同上调ICAM-1表达，促进中性粒细胞黏附。此外，sIL-6Rα可保护IL-6免受铜绿假单胞菌蛋白酶降解。靶向IL-6反式信号或可缓解CF肺部炎症损伤。

　　

引言

囊性纤维化（CF）是一种由CFTR基因突变引起的遗传性疾病，其特征是慢性细菌感染和持续性肺部炎症。铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）作为常见的致病菌，可引发大量中性粒细胞募集和炎症因子（如IL-6）的异常升高。IL-6具有双重信号机制：经典信号（classic signaling）通过膜结合IL-6Rα（mIL-6Rα）和gp130受体介导，而反式信号（trans-signaling）则由可溶性IL-6Rα（sIL-6Rα）与gp130结合触发。本研究旨在探究IL-6反式信号是否在CF肺部加重期（PEx）中促进中性粒细胞炎症及肺组织损伤。

材料与方法

研究使用CF患者血浆样本，通过ELISA检测sIL-6Rα水平。采用CFTR缺陷型细胞系（CF2，携带p.Phe508del突变）和两种非CF对照细胞系（N3和BEAS-2B），通过免疫印迹分析STAT3磷酸化，流式细胞术检测ICAM-1表面表达，qPCR评估mRNA水平。此外，通过体外降解实验分析铜绿假单胞菌衍生物（PsaDM）对IL-6的蛋白酶降解作用。

结果

3.1 CF肺部加重期sIL-6Rα水平升高

CF患者血浆中sIL-6Rα浓度在PEx期间显著高于基线水平，提示IL-6反式信号可能在此过程中被激活。

3.2 CF支气管细胞对IL-6信号超敏

CF2细胞在低浓度IL-6刺激下即表现出显著的STAT3磷酸化，且反式信号（IL-6 + sIL-6Rα）的激活强度显著高于经典信号。与非CF细胞（N3和BEAS-2B）相比，CF2细胞的反式信号响应强度高出5倍。

3.3 IL-6反式信号协同TNF-α上调ICAM-1表达

在CF2细胞中，IL-6反式信号与TNF-α协同作用，显著增强ICAM-1的mRNA和蛋白表达。流式细胞术证实，TNF-α与IL-6反式信号联合刺激可最高程度提升ICAM-1表面表达，促进中性粒细胞黏附。

3.4 sIL-6Rα保护IL-6免受细菌蛋白酶降解

铜绿假单胞菌分泌的蛋白酶（如LasB）可降解游离IL-6，但sIL-6Rα的结合显著延缓了IL-6的降解速率，从而延长其炎症活性。

讨论

本研究揭示CF肺部炎症中IL-6反式信号的关键作用：

1. 1.

   PEx期间sIL-6Rα水平升高，促进局部IL-6反式信号激活；

2. 2.

   CF支气管细胞对IL-6信号超敏，尤其反式信号导致STAT3强烈磷酸化；

3. 3.

   TNF-α与IL-6反式信号通过NF-κB和STAT3通路协同上调ICAM-1，增强中性粒细胞募集；

4. 4.

   sIL-6Rα通过保护IL-6免受蛋白酶降解，维持炎症状态。

   这些发现表明，靶向IL-6反式信号（如使用sgp130Fc抑制剂）可能为缓解CF肺部过度炎症提供新策略。