GLP-1RA与低剂量IL-2联合应用调节外周免疫激活并减轻体内中枢神经系统炎症转录特征

《International Journal of Molecular Sciences》：Combination GLP-1RA and Low-Dose IL-2 Modulates Peripheral Immune Activation and Attenuates CNS Inflammatory Transcript Signatures In Vivo

　　

免疫失调以持续性髓系激活及调节性T细胞（Treg）功能受损为特征，可促进神经退行性疾病中外周与中枢区室的炎症信号传导。研究人员评估了胰高血糖素样肽-1受体激动剂（GLP-1RA；司美格鲁肽）联合低剂量白细胞介素-2（LD-IL2）能否在亚急性脂多糖（LPS）诱导的系统性及中枢神经系统（CNS）炎症模型中调节髓系相关转录本表达并增强Treg相关调节性转录本。小鼠接受LPS每日一次共5天，而GLP-1RA、LD-IL2或联合治疗在LPS起始后24小时启动并持续每日给药。研究定量了脾脏免疫细胞群体，并在磁珠富集的CD11b⁺髓系细胞、CD4⁺CD25⁺ Treg以及皮层和海马中评估了转录本表达。作为单药治疗，GLP-1RA减少了髓系扩增，并对促炎和抗炎髓系转录本具有适度调节作用；而LD-IL2选择性增强了Treg数量，并增加了与Treg稳定性和抑制性调节相关的转录本，包括Il2ra（CD25）、Foxp3、Ctla4、Ikzf2（HELIOS）、Entpd1（CD39）和Nt5e（CD73）。联合治疗显著降低了LPS诱导的髓系Il6、Il1b和Tnf表达，并增加了Arg1表达。与单药治疗相比，联合治疗进一步增强了Treg相关的Il2ra（CD25）、Tgfb1和Ctla4表达。在皮层和海马组织中，联合治疗对炎症转录本产生了比单药治疗观察到的更强调节作用，包括Il6和Il1b的降低以及Cd163和Mrc1（CD206）表达的增加。总之，这些发现证明了外周免疫细胞群体与髓系炎症及Treg相关调节性转录本之间存在协调且互补的变化，并支持在该联合策略用于炎症驱动的神经退行性疾病中进行进一步评估。

**论文解读：GLP-1RA联合低剂量IL-2在LPS诱导炎症模型中的免疫调节作用**

**一、研究背景与意义**

帕金森病（PD）、阿尔茨海默病（AD）和肌萎缩侧索硬化症（ALS）等神经退行性疾病以神经炎症、系统性免疫功能障碍和进行性神经元丢失为特征。尽管对神经退行性疾病发病机制的认识取得了重大进展，但目前治疗策略仍以对症治疗为主，对神经元丢失和临床衰退的影响有限。越来越多的证据表明，神经炎症和系统性免疫失调是疾病进展的核心驱动因素，而非神经元损伤的被动反应。外周免疫激活增强、促炎细胞因子信号增加以及调节性免疫机制受损可放大小胶质细胞反应性、阻碍炎症消退并破坏神经元稳态，从而助长炎症与神经退行性变之间的自我延续循环。最一致观察到的免疫改变之一是外周和中枢神经系统（CNS）髓系群体的持续激活和功能障碍，包括外周单核细胞/巨噬细胞和CNS驻留小胶质细胞，以及调节性T细胞（Treg）数量和功能的受损，这些均与疾病严重程度和进展相关。长期髓系炎症信号可放大外周细胞因子反应和CNS免疫激活，而新出现的证据表明慢性髓系功能障碍也可能直接损害Treg介导的调节作用和炎症消退。这些相互关联的异常为同时减弱炎症性髓系活性和增强Treg介导的免疫调节提供了理论依据。Treg增强策略和胰高血糖素样肽-1受体激动剂（GLP-1RA）各自已在临床前和临床环境中显示出抗炎和神经保护作用。然而，每种方法主要针对免疫功能障碍的不同组成部分，它们在体内联合治疗潜力在很大程度上尚未被探索。研究人员此前利用人外周免疫细胞的体外研究表明，GLP-1RA与LD-IL2联合处理可增强Treg对促炎髓系活性和应答T细胞增殖的抑制，减少炎症性髓系转录本，并增加Treg相关调节和存活转录本。这些先前发现为评估这些免疫通路的互补调节是否也能在体内观察到奠定了基础。研究人员利用亚急性低剂量脂多糖（LPS）小鼠模型，该模型可诱导持续的外周免疫激活和可测量的CNS神经炎症，且无高剂量范式相关的急性毒性，该模型重现了与神经退行性疾病相关的关键特征，包括促炎信号升高、髓系激活和免疫调节受损。

**二、主要技术方法**

本研究使用10–12周龄雄性C57BL/6J小鼠（美国杰克逊实验室），随机分为6组：溶媒对照组、LPS单独组、LPS+LD-IL2组、LPS+GLP-1RA组、LPS+LD-IL2+GLP-1RA组以及无LPS的LD-IL2+GLP-1RA组，每组8–10只。LPS（大肠杆菌O111:B4）以0.5 mg/kg腹腔注射每日一次连续5天；司美格鲁肽（GLP-1RA）以25 nmol/kg每日一次腹腔注射；临床级人白细胞介素-2以每只小鼠固定剂量30,000 IU每日一次腹腔注射，治疗于首次LPS给药后24小时启动。脾脏经机械解离后使用CD11b MicroBeads阳性分选CD11b⁺髓系细胞，使用CD4⁺CD25⁺调节性T细胞分离试剂盒分选CD4⁺CD25⁺ Treg和CD4⁺CD25^? T细胞。皮层和海马组织经显微解剖后提取RNA。RNA纯化后采用一步法RT-qPCR检测基因表达，以Actb为内参基因，采用2^?ΔΔCt方法计算相对表达量。统计分析采用单因素方差分析（ANOVA）及Tukey多重比较检验。

**三、研究结果**

**3.1 GLP-1RA减少外周髓系扩增，LD-IL2增强Treg，联合治疗产生协调性免疫调节**
LPS将脾细胞总数从溶媒组的7.25×10⁷显著增加至1.20×10⁸，而GLP-1RA单药及联合治疗将其降至8.34×10⁷和8.60×10⁷。在CD11b⁺髓系细胞中，GLP-1RA单药和联合治疗分别将细胞数降至1.13×10⁷和1.10×10⁷。LD-IL2将Treg数量增加至1.28×10⁶，联合治疗维持1.20×10⁶。Treg/Teff比值在联合治疗后最高为0.21，而LPS单独为0.11。

**3.2 联合GLP-1RA和LD-IL2调节脾脏髓系细胞促炎与抗炎相关转录本**
LPS将Il6、Il1b和Tnf分别上调至溶媒组的6.92倍、2.63倍和1.62倍。联合治疗将Il6降至3.88倍、Il1b降至1.10倍、Tnf降至0.90倍。在抗炎相关转录本中，联合治疗将Arg1提高至4.55倍（LPS为1.04倍），并将Mrc1（CD206）提高至0.36倍。

**3.3 LD-IL2增强外周Treg相关调节转录本，联合治疗后出现叠加调节**
LPS将Foxp3表达降至0.66倍。LD-IL2将Il2ra（CD25）提高至1.28倍，联合治疗达最高1.59倍；Foxp3在联合治疗下恢复至1.20倍。LD-IL2将Il10提高至2.45倍，联合治疗达2.81倍。LD-IL2将Ctla4从0.89倍提高至1.23倍，联合治疗达1.59倍；Ikzf2（HELIOS）在联合治疗下达1.31倍；Entpd1（CD39）和Nt5e（CD73）在联合治疗下分别达1.71倍和1.69倍。联合治疗在Il2ra（CD25）、Tgfb1和Ctla4上产生额外显著增加。

**3.4 GLP-1RA和LD-IL2调节皮层和海马炎症转录本，联合治疗效应增强**
在皮层中，LPS将Il6提高至2.85倍，联合治疗降至1.41倍；Il1b从2.82倍降至1.68倍。联合治疗将Cd163提高至1.72倍、Mrc1（CD206）提高至1.89倍。在海马中，联合治疗将Il6从3.40倍降至2.07倍、Il1b从2.98倍降至1.46倍，并将Cd163提高至1.66倍、Mrc1（CD206）提高至1.93倍。这些发现被解读为CNS组织内炎症转录特征的变化。

**四、讨论与结论**

本研究证明联合GLP-1RA和LD-IL2治疗在LPS诱导的炎症小鼠模型中，在外周免疫群体和CNS组织中产生了互补的细胞和转录效应。GLP-1RA治疗主要减少脾脏CD11b⁺髓系细胞扩增并调节炎症性髓系转录本，而LD-IL2增加CD4⁺CD25⁺ Treg数量并增强与Treg身份、稳定性和抑制性调节相关的转录本表达。联合治疗保留了这些模态特异性效应，同时产生了更广泛的免疫调节模式。GLP-1受体激活已被证明可抑制巨噬细胞和小胶质细胞中的NF-κB和MAPK相关炎症信号通路，从而降低IL-6、IL-1β和TNF的表达或产生，并促进与炎症性较低髓系状态相关的转录和代谢程序。LD-IL2主要通过优先结合Treg上表达的高亲和力IL-2受体，通过下游JAK1/JAK3-STAT5信号支持Treg扩增、存活和调节性转录程序的维持。联合治疗产生的更广泛反应与这些相互关联免疫通路的潜在叠加调节一致。该研究存在局限性：亚急性LPS模型不能完全重现神经退行性疾病的慢性、进行性和疾病特异性病理；短期治疗无法评估长期持久性、神经元损伤或行为结局；未进行蛋白水平验证、细胞因子测量、功能性Treg抑制实验或组织学表征。未来研究应在慢性疾病相关模型中评估该联合策略，并纳入纵向行为学结局、蛋白水平炎症测量、神经和胶质病理组织学评估、功能性Treg实验以及细胞分辨免疫分析。总之，联合GLP-1RA和LD-IL2治疗在外周免疫细胞和CNS组织中产生了外周免疫细胞群体及髓系和Treg相关转录本的互补调节，为在炎症驱动的神经退行性疾病中进一步机制评估同时髓系调节和Treg增强的免疫调节策略提供了生物学依据。该研究发表在《International Journal of Molecular Sciences》。