肠上皮CSE来源的H2S通过调节IL-25/ILC2轴缓解食物过敏

《Acta Pharmaceutica Sinica B》：Intestinal epithelial CSE-derived H 2S alleviates food allergy via modulating the IL-25/ILC2 axis

　　

硫化氢（H₂S），一种内源性气体递质，因其在调节免疫反应和肠道屏障功能中的作用而日益受到关注。在本研究中，研究人员在卵清蛋白（OVA）诱导的食物过敏小鼠中观察到空肠H₂S水平及其合成酶胱硫醚γ-裂解酶（CSE）在肠上皮中的表达降低。CSE缺失通过激活IL-25/ILC2轴并增强2型免疫反应，加剧了OVA诱导的食物过敏，而这些效应可通过外源性H₂S补充逆转。此外，H₂S处理通过抑制c-Jun抑制了肠上皮细胞来源的IL-25表达。IL-25中和作用减弱了ILC2驱动的2型免疫反应，并缓解了OVA刺激的CSE敲除（Cse^–/–）小鼠的过敏症状。此外，抑制ILC2减少了2型细胞因子的产生，并破坏了IL-25反馈环，从而改善了Cse^–/–小鼠的食物过敏。这些发现强调，肠上皮CSE来源的H₂S通过IL-25/ILC2轴缓解食物过敏，并可作为过敏性疾病的一个潜在治疗靶点。

**论文解读：肠上皮CSE来源的H₂S通过调节IL-25/ILC2轴缓解食物过敏**

**研究背景与问题**

食物过敏是一个日益严重的全球公共卫生问题，其患病率不断上升，主要表现为对特定饮食成分的异常免疫反应，导致2型免疫应答的激活。尽管存在食物免疫疗法和严格回避过敏原等策略，但其疗效有限且影响患者生活质量。食物过敏的病理生理机制涉及上皮屏障功能障碍与免疫失调之间的复杂相互作用，这些共同促进了过敏致敏和炎症级联反应。深入理解肠上皮屏障与免疫系统之间的对话，可能为食物过敏的管理提供新的策略。值得注意的是，饮食成分可直接影响气体递质的产生和组成，而气体递质具有自由穿透细胞膜的能力，并独立于膜受体调节肠道屏障功能和免疫反应。因此，气体递质可能成为食物诱导性疾病（如食物过敏）的潜在靶点。

硫化氢（H₂S）是一种经典的气体递质，其在胃肠道中调节免疫反应和肠道屏障功能的作用备受关注。肠道是H₂S的主要产生部位，来源包括小肠上皮细胞中的胱硫醚γ-裂解酶（CSE）、胱硫醚β-合酶（CBS）和3-巯基丙酮酸硫转移酶（3-MST）的酶促合成，以及结肠中硫酸盐还原菌的微生物产生。然而，过量的微生物H₂S会破坏宿主代谢并促进疾病进展。既往研究强调了H₂S合成酶CSE和CBS在维持结肠肠道屏障完整性和减轻炎症中的作用，但上皮细胞来源的H₂S在食物过敏中的具体贡献尚不清楚。

在食物过敏中，肠上皮细胞来源的细胞因子如白细胞介素-25（IL-25）已成为2型免疫反应的关键驱动因素。IL-25可激活2型固有淋巴样细胞（ILC2），后者通过促进IL-4、IL-5和IL-13等细胞因子的产生来放大辅助性T细胞2（Th2）免疫反应。这些细胞因子形成一个反馈环，增强分泌IL-25的肠上皮细胞分化，导致黏液过度分泌和IgE产生增加。IL-25/ILC2轴已被认为是食物过敏中过敏反应放大的关键通路，但调控该通路的上游调节因子（包括H₂S的潜在作用）仍知之甚少。

**研究目的与意义**

本研究旨在阐明肠上皮CSE来源的H₂S在卵清蛋白（OVA）诱导的小鼠食物过敏中的作用。研究人员发现，H₂S通过抑制c-Jun下调IL-25表达，从而调节IL-25/ILC2轴，减轻2型免疫反应。这一发现揭示了H₂S在食物过敏中的关键免疫调节作用，并为靶向IL-25/ILC2轴治疗过敏性疾病提供了新的干预策略。论文发表在《Acta Pharmaceutica Sinica B》。

**主要关键技术方法**

研究人员采用OVA诱导的食物过敏小鼠模型（BALB/c和C57BL/6J小鼠，来源：GemPharmatech Co., Ltd.），并利用CSE敲除（Cse^–/–）小鼠（C57BL/6J背景，由安徽医科大学陈志武教授惠赠）来降低内源性H₂S水平。人类RNA-seq数据来源于NCBI GEO数据库（GSE88796），包括34名鸡蛋过敏儿童和14名健康儿童的外周血样本。主要技术方法包括：H₂S检测（亚甲基蓝法）；组织学分析（H&E染色）；Western blot；免疫荧光染色；肠道通透性测定（FITC-葡聚糖转位）；ELISA；流式细胞术（检测MLN中Th2、Treg、ILC2和ILC3细胞）；RT-qPCR；原代小鼠空肠上皮细胞培养（salicin诱导IL-25表达）；siRNA敲低c-Jun；IL-25中和抗体（R&D Systems）和SR3335（RORγt反向激动剂，MedChemexpress）体内给药。

**研究结果**

**3.1 H₂S水平及其合成酶CSE的表达在OVA诱导的食物过敏中降低**
通过检测血浆和空肠H₂S水平，发现OVA刺激后小鼠H₂S水平显著降低。Western blot显示CSE蛋白在空肠中表达下降，而CBS无变化。免疫荧光染色表明CSE仅与E-钙黏蛋白（E-cadherin）阳性的上皮细胞共定位，而非神经元标志物Tubb3。人类RNA-seq数据亦显示鸡蛋过敏儿童外周血中CSE和CBS基因水平降低，3-MST升高。结论：空肠上皮CSE来源的H₂S在食物过敏反应中下调，且此现象不依赖于小鼠品系。

**3.2 CSE缺失加重OVA诱导的食物过敏**
Cse^–/–小鼠血浆和空肠H₂S水平进一步降低，且OVA刺激后腹泻发生率升高、体重下降、直肠温度降低，肠道通透性增加，空肠屏障损伤加重，紧密连接蛋白claudin-1表达减少，血清OVA特异性IgE（OVA-sIgE）和肥大细胞蛋白酶-1（mMCP-1）水平显著升高。结论：CSE缺失导致的H₂S缺乏加剧了过敏致敏、炎症和肠道屏障功能障碍。

**3.3 CSE缺失加重OVA诱导的2型免疫反应**
流式细胞术分析MLN显示，Cse^–/–小鼠Th2细胞比例和数量显著增加，FOXP3⁺调节性T细胞（Treg）减少，ILC2比例显著升高，ILC3无显著变化。RT-qPCR和ELISA显示空肠中2型细胞因子（IL-4、IL-5、IL-13）以及IL-25 mRNA和蛋白水平升高，而IL-33和TSLP不变。结论：CSE缺失导致IL-25过度产生，激活ILC2，加剧食物过敏症状。

**3.4 外源性H₂S给药缓解OVA诱导的食物过敏**
外源性NaHS（H₂S供体）处理增加了CSE表达，恢复了H₂S水平，减轻了腹泻、体重下降和直肠温度降低，改善了肠道屏障功能，降低了血清OVA-sIgE和mMCP-1，抑制了Th2和ILC2浸润，促进了Treg和ILC3，降低了2型细胞因子和IL-25表达，但未影响IL-33和TSLP。结论：外源性H₂S通过改善肠道屏障和调节2型免疫反应缓解食物过敏。

**3.5 H₂S通过抑制c-Jun减少肠上皮细胞IL-25分泌**
免疫荧光显示OVA刺激后绒毛簇细胞（tuft细胞）数量增加，IL-25与tuft细胞标志物Dclk1共定位，且在Cse^–/–小鼠中更显著。原代空肠上皮细胞实验中，H₂S（NaHS）以剂量依赖方式抑制salicin诱导的IL-25 mRNA和蛋白表达。Western blot显示OVA或salicin处理上调c-Jun表达，而H₂S处理后c-Jun表达降低。siRNA敲低c-Jun后，IL-25表达和分泌显著降低，效果与H₂S处理相似。结论：H₂S通过抑制c-Jun活化来抑制肠上皮细胞IL-25的产生。

**3.6 CSE缺失通过IL-25加重OVA诱导的肠道炎症**
在Cse^–/–小鼠中，IL-25中和抗体（anti-IL-25）治疗显著减轻了OVA诱导的过敏症状（腹泻、体重下降、直肠温度降低），改善了肠道屏障功能，降低了血清OVA-sIgE和mMCP-1，减少了Th2细胞和ILC2，增加了Treg和ILC3，降低了下游2型细胞因子。效果与外源性H₂S处理相似。结论：CSE缺失通过促进IL-25产生加重食物过敏，CSE来源的H₂S通过调节IL-25发挥缓解作用。

**3.7 CSE来源的H₂S通过IL-25/ILC2轴缓解OVA诱导的食物过敏**
使用SR3335（RORγt反向激动剂）抑制ILC2，在Cse^–/–小鼠中同样减轻了过敏症状，改善了肠道屏障，降低了血清OVA-sIgE和mMCP-1，抑制了Th2和ILC2，促进了Treg，降低了2型细胞因子，并阻断了2型细胞因子刺激IL-25的反馈环，最终降低了空肠IL-25水平。结论：CSE缺失通过驱动IL-25/ILC2轴恶化食物过敏症状。

**讨论与结论**

讨论部分指出，本研究揭示了肠上皮CSE来源的H₂S是2型免疫反应和食物过敏发病机制的关键调节因子。CSE缺失通过促进肠上皮细胞中IL-25的过度产生，加剧上皮功能障碍和免疫失衡，进而驱动ILC2活化和浸润，增强2型免疫反应，增加对OVA诱导的食物过敏易感性。外源性H₂S补充通过调节IL-25/ILC2轴减轻过敏炎症。这些发现强调了靶向内源性H₂S通路在食物过敏治疗中的潜力。研究还讨论了H₂S在哮喘模型中的类似作用，但在食物过敏中的机制具有肠道特异性。此外，饮食成分可调节气体递质产生，而OVA作为蛋清主要蛋白，可降低CSE表达，导致H₂S减少，加剧过敏，这与以往过敏性疾病中内源性H₂S水平下降的研究一致。尽管H₂S作为治疗靶点具有前景，但其气体性质和短半衰期给临床转化带来挑战，需进一步优化供体设计和递送系统。

**研究结论**
本研究强调肠上皮CSE来源的H₂S是一种关键的免疫调节介质，对维持黏膜免疫稳态至关重要。通过调节IL-25/ILC2驱动的2型炎症，内源性H₂S成为抵御食物过敏发病机制的关键屏障。靶向H₂S是食物过敏及相关2型炎症性疾病的一种有前景的治疗策略。