三碘甲状腺原氨酸驱动的树突状细胞促炎反应受到鞘脂信号的限制

《Journal of Endocrinology》：Triiodothyronine-driven pro-inflammatory responses of dendritic cells are restrained by sphingolipid signaling

　　

研究人员先前报道三碘甲状腺原氨酸（T₃）促进树突状细胞（DCs）成熟并增强其通过Akt信号诱导促炎和细胞毒性T细胞反应的能力。然而，潜在机制尚不完全清楚。1-磷酸鞘氨醇（S1P），一种生物活性鞘脂，参与多种促炎条件。在此，研究人员研究了鞘氨醇激酶1（SK1）、S1P及其受体（S1PRs）在T₃对DCs免疫调节作用及随后的适应性免疫反应中的作用。DCs从C57BL/6野生型或SK1敲除小鼠的骨髓中生成，并用T₃刺激（T₃-DC）。为调节S1P通路，在T₃之前添加PF-543（SK1抑制剂）、S1P或FTY720（S1PR功能性拮抗剂）。通过Western blotting分析磷酸化Akt（p-Akt）和磷酸化STAT3（p-STAT3）。将BALB/c小鼠的脾细胞与处于SK1或S1PR抑制下的DCs共培养并暴露于T₃。通过流式细胞术评估细胞标志物和增殖，通过流式细胞术和ELISA测量细胞因子。研究人员表明，SK1/S1P/S1PR通路调节T₃-DC中IL-12p70的产生，而S1PRs也调节IL-6分泌。机制上，S1P信号介导T₃诱导的DCs中Akt磷酸化。在T₃-DC中观察到STAT3激活，且不受SK1或S1PR抑制的影响。尽管SK1/S1P/S1PR轴未改变T细胞增殖，但S1PR抑制增加IFN-γ，而SK1或S1PRs的抑制增强脾细胞分泌IL-17。总之，这些发现表明，复杂的鞘脂介导的信号网络调节T₃对DCs的免疫刺激作用及驱动的适应性免疫。

## 论文解读

### 研究背景与问题提出

甲状腺激素（THs）与免疫系统之间存在双向调节，尤其在多种病理生理条件下（如炎症和自身免疫疾病）这一相互作用日益受到关注。然而，其调控机制仍未完全阐明。三碘甲状腺原氨酸（T₃，甲状腺激素的活性形式）主要通过核甲状腺激素受体（TRs）α和β介导基因组效应，同时也能通过胞外受体引发快速非基因组作用。树突状细胞（DCs，最专业的抗原提呈细胞）在识别感染或组织损伤信号后，经过成熟过程上调共刺激分子（CD40、CD80、CD86）、主要组织相容性复合体（MHC）Ⅰ类和Ⅱ类分子以及趋化因子受体，并迁移至淋巴结激活初始T细胞。既往研究已证实，生理水平T₃能促进小鼠和人DCs的成熟与存活，增强其诱导Th1、Th17及细胞毒性T细胞反应的能力，同时抑制Th2和调节性T细胞反应，在黑色素瘤和结肠肿瘤模型中展现出抗肿瘤效应。但T₃如何通过细胞内信号（如NF-κB、Akt）发挥作用，其下游分子机制仍不完整。

鞘脂类代谢物，特别是1-磷酸鞘氨醇（S1P），在炎症、癌症等过程中扮演关键角色。鞘氨醇激酶1（SK1，催化鞘氨醇磷酸化生成S1P的酶）是S1P合成的主要来源，而S1P通过结合G蛋白偶联受体（S1PR1-5）触发下游通路（如ERK、PI3K/Akt、NF-κB、STAT3）。已知S1P信号对DC功能有调控作用，可影响其成熟、活化和细胞因子分泌。然而，T₃是否通过SK1/S1P/S1PR轴调节DC功能进而影响适应性免疫，尚不清楚。基于此，研究人员开展本研究，旨在探究SK1/S1P/S1PR通路在T₃调控DC促炎反应及后续T细胞极化中的作用，为理解甲状腺激素-免疫串扰提供新视角，并为相关疾病（如自身免疫病）的干预策略奠定基础。该论文发表于《Journal of Endocrinology》。

### 关键技术方法

研究人员主要采用以下关键技术：1）从C57BL/6野生型（WT）和SK1敲除（SK1 KO）小鼠（来源于SBU癌症中心）的骨髓中分离并诱导分化为骨髓来源树突状细胞（BM-DC）；2）使用选择性SK1抑制剂PF-543、S1PR功能性拮抗剂FTY720（芬戈莫德）以及外源性S1P进行药理学干预；3）通过Western blotting检测磷酸化Akt（p-Akt，Ser⁴⁷³）和磷酸化STAT3（p-STAT3，Tyr⁷⁰⁵）以分析信号通路激活；4）采用流式细胞术分析DC表面标志（CD11c、CD86）和胞内细胞因子（IL-12p70），以及利用CFSE稀释检测T细胞增殖；5）通过酶联免疫吸附试验（ELISA）测定培养上清中IL-12p70、IL-6、IFN-γ和IL-17的分泌水平；6）将经过药物预处理的T₃-DC与BALB/c小鼠同种异体脾细胞共培养，评估适应性免疫反应。

### 研究结果

**1. SK1对T₃刺激诱导的DC簇形成的影响**：通过形态学显微镜观察，WT DC在T₃或LPS刺激后形成典型细胞簇，而SK1敲除导致未刺激DC的基线簇形成减少，提示SK1影响自发聚集。但SK1缺失或药物抑制未改变T₃诱导簇形成的能力。

**2. SK1参与调节T₃诱导的DC中IL-12p70的产生和分泌**：流式细胞术显示，与WT DC相比，SK1 KO DC在T₃刺激后CD11c⁺IL-12p70⁺细胞频率显著增加1.34倍。短期（6小时）PF-543预处理也使IL-12p70⁺细胞频率上升1.36倍，且ELISA证实18小时上清中IL-12p70分泌升高。表明SK1负向调控T₃诱导的IL-12p70。

**3. S1PRs参与调节T₃诱导的DC中IL-12p70的产生和分泌**：FTY720预处理（S1PR抑制）后，T₃刺激6小时，CD11c⁺IL-12p70⁺细胞频率升高1.22倍，18小时分泌显著增加。证实S1PRs亦负调节IL-12p70。

**4. S1P调节T₃诱导的DC中IL-12p70反应**：外源性S1P预处理后再加T₃，6小时IL-12p70⁺细胞频率降低16%，18小时绝对分泌值显著下降。进一步支持S1P/S1PR轴对T₃促炎效应的负调控作用。

**5. S1PR在限制T₃诱导的DC分泌IL-6中发挥作用**：FTY720预处理使T₃刺激18小时后的IL-6分泌增加1.32倍，而SK1抑制（PF-543）无显著影响。说明S1PRs特异性地负调节IL-6，SK1不参与此过程。

**6. SK1/S1P/S1PR轴调节T₃在DC中作用的分子机制**：Western blot分析显示，T₃显著增加p-Akt（Ser⁴⁷³），而PF-543或FTY720预处理均降低p-Akt水平（分别降至T₃-DC的0.77倍和0.62倍），外源S1P则增强p-Akt（1.33倍）。T₃首次被发现可激活p-STAT3（Tyr⁷⁰⁵），但PF-543或FTY720对此无显著影响。表明SK1/S1P/S1PR通过Akt通路介导T₃信号，STAT3激活不依赖该轴。

**7. SK1/S1P/S1PR轴对T₃-DC介导的脾细胞活化的影响**：共培养实验中，PF-543或FTY720处理的T₃-DC均未改变同种异体脾细胞中CD3⁺T细胞增殖。然而，FTY720预处理使IFN-γ分泌升高1.29倍，而PF-543和FTY720均显著增加IL-17分泌（分别升高2.10倍和1.96倍）。提示SK1/S1P/S1PR轴限制Th1和Th17反应，其中SK1主要调节IL-17。

### 讨论与结论

讨论部分指出，本研究首次揭示鞘脂信号通路在T₃激活DC及其下游适应性免疫中发挥免疫调节作用。研究结果一致表明SK1/S1P/S1PR轴负向调控T₃诱导的IL-12p70和IL-6，从而限制Th1/Th17极化；其中S1PR还通过Akt磷酸化调控IL-12p70，而STAT3激活可能来自于其他通路。但存在一个矛盾：Akt活性与IL-12p70通常正相关，但抑制该轴后IL-12p70反而升高，提示可能存在Akt独立负反馈机制，例如SK1抑制导致神经酰胺积累从而激活PKC-ζ抑制Akt。该研究同时讨论了体外模型的局限性（骨髓DC不能完全模拟体内）以及性别差异不显著等。最终结论翻译如下：总之，本研究首次揭示了鞘脂信号通路作为T₃激活的树突状细胞（DCs）及其下游适应性免疫反应效应的免疫调节调节因子。此外，这些数据将鞘脂代谢和信号确立为T₃驱动的树突状细胞功能的关键调节因子，并为在炎症和自身免疫背景下进一步探索靶向SK1/S1P/S1PR的免疫调节策略奠定了基础。