C57BL/6Aire?/?小鼠前列腺内的免疫失调镜像人良性前列腺增生中的免疫失调

《The Journal of Pathology》：Immune dysregulation in the prostates of C57BL/6Aire?/? mice mirrors that seen in human benign prostatic hyperplasia

　　

摘要：良性前列腺增生（Benign Prostatic Hyperplasia, BPH）是老年男性最常见的泌尿系统疾病，可致显著发病率，其病因尚未明确，但已知慢性前列腺炎症可促进BPH中的组织增生、纤维化重塑及治疗抵抗。BPH具有高度复杂性与异质性，表现为不同程度的间质和上皮增殖、纤维化、炎症及相关下尿路症状，这种复杂性给模型构建带来挑战。本研究表征了一种C57BL/6J背景下的自身免疫调节因子（Autoimmune Regulator, Aire）转录因子缺陷、非消退（慢性）炎症模型，用于研究BPH中存在的前列腺炎症。该慢性炎症模型表现为中枢耐受缺失，但其余免疫系统保持完整且功能正常。研究人员对C57BL/6Aire?/?小鼠皮下注射前列腺匀浆蛋白与弗氏完全佐剂（Freund's Complete Adjuvant, FCA），并于第10天进行加强免疫。于第21天和第35天收集全前列腺用于组织学、流式细胞术及单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）分析，并与人BPH数据进行比较。C57BL/6Aire?/?小鼠的炎症反应局限于前列腺。组织学与scRNA-seq数据显示，C57BL/6Aire?/?小鼠前列腺内优势白细胞表型为B淋巴细胞和T淋巴细胞。C57BL/6Aire?/?小鼠前列腺巨噬细胞表达一系列表型特征性基因签名，与人BPH中所见相似。研究人员鉴定出Trem2+巨噬细胞群及衰老相关Cd8+GZMKhiGZMBlowT细胞群，与在人BPH前列腺中所见一致。此外，C57BL/6Aire?/?小鼠成纤维细胞簇与BPH患者前列腺中鉴定的成纤维细胞相似，且这些簇亦表达衰老相关标志物。综上，C57BL/6Aire?/?小鼠前列腺内观察到的炎症及预测的白细胞—间质细胞互作类似于人BPH，可能对应疾病早期阶段，使该模型可用于研究炎症驱动的前列腺增生机制。? 2026 The Author(s). The Journal of Pathologypublished by John Wiley & Sons Ltd on behalf of The Pathological Society of Great Britain and Ireland.

论文解读：C57BL/6^Aire?/?小鼠前列腺免疫失调模拟人良性前列腺增生(BPH)的炎症与增生特征

研究背景与意义

良性前列腺增生（Benign Prostatic Hyperplasia, BPH）是60岁以上男性高发疾病，表现为前列腺上皮和间质非恶性增殖引发下尿路症状，近75%–80%老年患者受累。尽管BPH普遍，确切病因不明，现有疗法失败率约45%。大量证据表明慢性前列腺炎症与BPH发生发展密切相关——几乎全部BPH组织含炎性浸润，约75%组织学可见显著炎症，巨噬细胞来源TNF促进成纤维细胞增殖，抗TNF治疗可减小前列腺体积。然而现有啮齿类BPH模型各有局限：激素诱导（睾酮+雌二醇，T+E2）缺乏免疫特异性；Pb-PRL转基因鼠雄激素受体低且不响应5α还原酶抑制剂；NOD鼠Th1偏移限制普适性；POET-3模型炎症应答短暂。因此亟需能模拟人BPH慢性非消退炎症与免疫失调的新模型。既往研究表明自身免疫病增加BPH风险且抗炎治疗可抑制BPH，故研究人员评估C57BL/6背景的Aire（Autoimmune Regulator，自身免疫调节因子）基因敲除（Knockout, KO）小鼠经前列腺匀浆免疫后，能否模拟BPH炎症与早期增生特征，并与野生型（Wild Type, WT）C57BL/6J小鼠及人BPH组织对照比较。

主要技术方法

研究获伦理批准（Endeavor Health IRB及Purdue动物管理委员会）。取8–12周龄雄性C57BL/6^Aire?/?小鼠，皮下注射同源四叶前列腺匀浆蛋白+弗氏完全佐剂（FCA），10天后用弗氏不完全佐剂（FIA）加强免疫；于加强后21天和35天取材，一侧叶10%中性缓冲福尔马林固定行H&E、Masson三色、免疫荧光（IF）/免疫组化（IHC），另一侧叶消化制备单细胞悬液行流式细胞术及10× Genomics scRNA-seq（Seurat v4.1分析）；人BPH组织取自既往研究队列作比对；统计学采用Wilcoxon秩和检验、负二项检验及Benjamini–Hochberg校正。

研究结果

免疫接种的C57BL/6^Aire?/?小鼠持续产生局限性前列腺炎症

组织学显示WT及杂合子前列腺几无免疫细胞，而C57BL/6^Aire?/?小鼠前列腺（尤前叶与背叶）出现持续炎性浸润，主要为间质内淋巴样细胞聚集成滤泡样结构伴生发中心，含CD4⁺T、CD8⁺T及CD20⁺B细胞，上皮见浆细胞与淋巴细胞侵入；CD11b⁺髓系细胞及肥大细胞较少；肺、肝、肾、胰腺、精囊无显著炎症，证明炎症局限于前列腺。流式证实CD45⁺白细胞以CD3⁺T细胞为主、次为B220⁺B细胞，髓系比例低。C57BL/6^Aire?/?前列腺出现上皮（K8⁺腔面上皮+K5⁺基底上皮）与间质扩张及胶原沉积（Masson三色蓝染），提示炎症驱动增生与纤维化重塑，但排尿点斑实验（Void Spot Assay, VSA）未见显著排尿功能差异。

B和T淋巴细胞是C57BL/6^Aire?/?小鼠前列腺内优势免疫表型

对加强后21天与35天前列腺混合池行scRNA-seq，鉴定22个细胞簇：B细胞（Cd19⁺Ms4a1⁺，占38%）、T细胞（Cd3d⁺Cd3e⁺，含CD4⁺、CD8⁺及NKT，占32%）、基质细胞（成纤维Col1a1⁺Col1a2⁺及平滑肌Tagln⁺Acta2⁺，16%）、上皮（Krt5⁺Krt18⁺，8%）、髓系巨噬细胞/单核细胞Cd68⁺Itgam⁺及树突细胞Flt3⁺（4%）、内皮Pecam1⁺（0.4%），无粒细胞簇。两时间点细胞组成比例相似。与人BPH scRNA-seq比对：两者非免疫细胞均以基质+上皮为主，小鼠白细胞以淋巴细胞为主而人BPH髓系比例接近淋巴细胞；人BPH髓系（含肥大细胞）占比高于小鼠，小鼠B细胞占比高于人BPH，上皮在人数据中更丰富；人BPH见独立肥大细胞簇（~3.73%）而小鼠散在（~1.11%）未形成独立簇。

T细胞亚聚类显示C57BL/6^Aire?/?前列腺存在Gzmk^hiT细胞亚群

T/NK细胞亚聚类得14亚簇，与年轻WT小鼠（极少前列腺T细胞）比差异显著。识别含前体耗竭（Tpex）特征，RNA速率示Cd8⁺初始T（簇2）→终末态（簇7）。簇7为Gzmk^hiGzmb^lowTox^hiCD8⁺细胞毒性T，类比人BPH中衰老相关T细胞（Taa, aging-associated T cells / CD8⁺GZMK^hiGZMB^low）。Cell–cell interaction预测该Taa细胞与M1样/混合表型巨噬细胞（簇0、1、3、12）互作，模式与人BPH中Taa–髓系互作相似，IHC证实巨噬细胞与T细胞空间邻近支持此推断。

巨噬细胞亚簇在C57BL/6^Aire?/?前列腺表达M1至M2极化谱

髓系亚聚类得13簇：巨噬细胞4簇（442细胞）、树突细胞6簇（473）、单核细胞2簇（117）、嗜酸粒1簇（45）。巨噬细胞含组织驻留巨噬（C1qa⁺C1qb⁺Apoe⁺），其中簇1高表达Trem2（脂质相关组织驻留巨噬，人BPH中有报道）；簇3为Retnla⁺M2样巨噬；簇12为Marco⁺巨噬（具TnF表达）；簇0偏M1样。簇1、12呈混合M1/M2表型。与WT整合比，C57BL/6^Aire?/?炎性DC增多且混合表型巨噬细胞比例更高。TREM2⁺与MARCO⁺巨噬在人BPH中随病情加重增多，模型再现此特征。

成纤维细胞在C57BL/6^Aire?/?前列腺显示衰老相关分泌表型(SASP)及潜在衰老特征

剔除平滑肌细胞的成纤维亚聚类得12亚簇，与人健康/WT小鼠/BPH成纤维比对：部分簇似人间隙成纤维（Gpx3⁺Apod⁺）或WT小鼠前列腺成纤维（C3⁺Ebf1⁺Igf1⁺），部分簇（3、4、5、8）高表达Igfbp2等人BPH成纤维标志及衰老相关分泌表型（Senescence-Associated Secretory Phenotype, SASP）基因。整合WT数据发现C57BL/6^Aire?/?成纤维多个簇（尤其簇0）高表达衰老标志（Cdkn1a, Cdkn2a等）及SASP基因（Il6等），WT中少见，提示炎症诱导基质细胞衰老样改变近似人BPH。

讨论与结论总结（翻译）

BPH中多因素交互使模型选择复杂。研究人员表征了C57BL/6^Aire?/?炎症驱动前列腺增生模型——一种良性自身免疫模型，展现人BPH特征：持续炎性巨噬谱（含M1及非典型M1/M2混合表型）、存在TREM2⁺与MARCO⁺巨噬（与人BPH及T+E2模型类似且关联症状严重度）、表达炎症衰老标记（SASP、成纤维细胞衰老标记）及Gzmk^hiGzmb^lowCD8⁺T细胞（即Taa）。与人BPH差异包括：小鼠肥大细胞比例低（种属局限）；人BPH髓系比例更高（或因异质性与解离差异）；scRNA-seq中人BPH T>B，小鼠组织学T>B但测序B>T。所有BPH模型对尿症状模拟均有限，但该C57BL/6^Aire?/?模型准确重现人BPH免疫细胞组成与上皮–间质扩增，尤适用于研究慢性非消退前列腺炎症、炎症老化过程及髓系细胞功能紊乱在BPH中作用，亦可评估抗TNF等抗炎疗法。本研究发表于The Journal of Pathology（John Wiley & Sons Ltd代表The Pathological Society of Great Britain and Ireland出版，?2026 The Author(s)）。