白细胞介素17A（IL-17A）调控马子宫内膜纤维化进程的作用机制与功能研究

本研究聚焦于马子宫内膜纤维化（endometrosis）这一严重影响繁殖性能的疾病，探讨了白细胞介素17A（IL-17A）信号通路在其中的作用机制。研究人员通过比较健康与病变子宫内膜中IL-17A及其受体（IL-17RA）的表达差异，并利用体外培养的成纤维细胞模型，结合转录组测序（RNA-seq）、蛋白质印迹（WB）、酶联免疫吸附（ELISA）和明胶酶谱等技术，系统分析了IL-17A对细胞外基质（ECM）代谢、前列腺素（PGs）信号通路以及免疫细胞趋化与活化相关基因表达的影响。结果表明，IL-17A通过调节MMP/TIMP平衡、PGE2合成和免疫细胞募集等过程，参与子宫内膜纤维化的发生与发展。该研究为理解马子宫内膜纤维化的分子机制提供了新视角，并为开发靶向治疗策略奠定了理论基础。

　　

马子宫内膜纤维化（endometrosis）是一种慢性退行性疾病，以子宫内膜组织中过度纤维化为主要特征，严重影响母马的繁殖能力，导致早期妊娠功能障碍和胚胎丢失。随着母马年龄增长，该病的发生率显著上升，在20岁以上的母马中可高达93%，而病情严重者的活产率仅约10%。子宫内膜纤维化的发生与细胞外基质（extracellular matrix, ECM）成分如胶原蛋白（COLs）和纤连蛋白（FN）的过度沉积以及基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases, MMPs）与其组织抑制剂（tissue inhibitors of metalloproteinases, TIMPs）的失衡密切相关。尽管纤维化在不同组织中的发病机制相似，但其在马子宫内膜中的具体调控机制尚不完全清楚。

近年来，越来越多的证据表明，白细胞介素17（interleukin-17, IL-17）在多种纤维化疾病中扮演关键角色。IL-17主要由辅助性T细胞17（Th17）、自然杀伤细胞、巨噬细胞和中性粒细胞等免疫细胞产生，不仅参与炎症反应，还能促进组织重塑和纤维化过程。在小鼠模型中，IL-17被证实与心脏、肺、肝和皮肤等器官的纤维化发生相关，能够刺激胶原合成、诱导上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition, EMT）并促进成纤维细胞增殖和迁移。此外，IL-17还能通过诱导靶细胞（如上皮细胞、内皮细胞和成纤维细胞）分泌促炎细胞因子、趋化因子和前列腺素（prostaglandins, PGs），进而招募免疫细胞，加剧局部炎症反应。然而，IL-17在马子宫内膜纤维化中的具体作用及其机制尚未明确。

为此，波兰科学院动物繁殖与食品研究所的Agnieszka Sadowska、Anna Wójtowicz、Tomasz Molcan、Ewa M. Drzewiecka、Monika M. Kaczmarek、Magda S?yszewska、Gra?a Ferreira-Dias和Anna Szóstek-Mioduchowska等研究人员在《Theriogenology》上发表了一项研究，旨在揭示IL-17A信号通路在马子宫内膜纤维化中的作用机制。该研究通过比较健康与纤维化子宫内膜中IL-17A及其受体IL-17RA的表达差异，并利用体外培养的子宫内膜成纤维细胞模型，结合转录组测序（RNA-seq）、蛋白质印迹（WB）、酶联免疫吸附（ELISA）、明胶酶谱（zymography）以及细胞功能实验（如细胞迁移和胶原凝胶收缩 assay），系统分析了IL-17A对ECM代谢、PGs信号通路和免疫调节相关基因表达的影响。

研究的主要技术方法包括：从屠宰场获取健康与纤维化子宫内膜组织样本（n=24），通过组织学评估和RNA-seq分析基因表达差异；分离并培养子宫内膜成纤维细胞，用重组马IL-17A（10 ng/mL）处理，观察其对细胞功能、基因和蛋白表达的影响；利用生物信息学工具（如GO和KEGG富集分析）对差异表达基因（DEGs）进行功能注释；通过qPCR、WB、ELISA和明胶酶谱等技术验证关键分子（如COLs、MMPs、TIMPs、PTGS2、PTGES、PGE₂和PGF_2α）的表达和活性变化。

研究结果如下：

3.1. Experiment 1. Expression of IL-17A pathway components in mare endometrium

研究发现，在发情周期（follicular and mid-luteal phases）中，健康与纤维化子宫内膜中IL-17A的mRNA表达和蛋白浓度均无显著差异。然而，IL-17受体亚基A（IL-17RA）的蛋白表达在纤维化子宫内膜中显著上调，尤其在发情期（follicular phase）更为明显，提示纤维化组织对IL-17A的敏感性可能增强。

3.2. Experiment 2. The effects of IL-17A on the transcriptome of fibroblasts derived from equine endometrium with and without endometrosis

RNA-seq分析显示，IL-17A处理导致健康子宫内膜成纤维细胞中176个基因（包括175个蛋白编码基因和1个microRNA）和纤维化子宫内膜成纤维细胞中97个基因（包括96个蛋白编码基因和1个核酶）表达显著改变。功能富集分析表明，在健康来源的细胞中，IL-17A主要调控与单核细胞趋化（monocyte chemotaxis）、巨噬细胞活化（macrophage activation）和Toll样受体信号通路相关的基因；而在纤维化来源的细胞中，IL-17A则显著影响中性粒细胞活化（neutrophil activation）、迁移（migration）以及活性氧物种（reactive oxygen species）应答等过程。此外，IL-17A还调控了与前列腺素分泌、代谢和运输相关的基因表达。

3.3. Experiment 3. The effects of IL-17A on the equine endometrial fibroblast functions

在ECM相关因子方面，IL-17A处理上调了纤连蛋白（FN1）的mRNA和蛋白表达，但下调了胶原蛋白III（COL3）和MMP9的蛋白表达。同时，IL-17A增强了MMP2的蛋白表达和明胶酶活性，并提高了TIMP1和TIMP2的浓度。在前列腺素信号通路方面，IL-17A显著诱导了前列腺素内过氧化物合酶2（PTGS2）和前列腺素E合酶（PTGES）的mRNA表达，并促进了PGE₂的分泌，但对PGF_2α通路无显著影响。此外，IL-17A对成纤维细胞的 viability、proliferation、migration 和胶原凝胶收缩能力均无直接影响。

综上所述，本研究首次系统揭示了IL-17A在马子宫内膜纤维化中的多重调节作用。IL-17A通过上调IL-17RA表达增强纤维化组织的信号敏感性，进而通过差异调控免疫细胞趋化（巨噬细胞 vs. 中性粒细胞）、ECM代谢（MMP/TIMP平衡）以及前列腺素（尤其是PGE₂）合成等过程，参与子宫内膜纤维化的发生与发展。这些发现不仅深化了对马繁殖疾病分子机制的理解，也为开发靶向IL-17A信号通路的治疗策略提供了重要理论依据。