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IL-10基因簡介
白介素10(IL-10)又被稱為細胞因子合成抑制因子(CSIF),由CD4+ Th2亞群產生,并抑制Thl克隆產生的細胞因子。IL-10可以抑制巨噬細胞分泌細胞因子,除CSIF活性外,IL-10還表現出多效性,作用于不同類型的細胞,包括胸腺細胞、細胞毒性T細胞、肥大細胞、B細胞和巨噬細胞。該基因位于人類的1號染色體上,共有7個外顯子,氨基酸數量為178個(表1)。
表1. IL-10的基本信息
備注:標有√的意為賽業(yè)紅鼠資源庫有該種保存狀態(tài)的小鼠
IL-10與結腸炎(Colitis)
結腸炎(Colitis)是指各種原因引起的結腸炎癥性病變?捎杉毦⒄婢、病毒、寄生蟲、原蟲等生物引起。根據病因不同,可分為感染性結腸炎、缺血性結腸炎和偽膜性結腸炎、潰瘍性結腸炎(UC)及結腸Crohn病。其中UC在結腸炎中備受關注。腸粘膜局部免疫反應的異常是造成UC炎癥和組織損傷重要的內在因素,NF-kB炎癥通路及細胞因子在介導異常的免疫反應中有著重要作用。IL-10基因敲除小鼠出現了自發(fā)性腸炎,其腸黏膜炎性區(qū)和非炎性區(qū)IL-10的表達均明顯增加[1]。
有研究自2013年至2018年間的征集了27名志愿者,分別為17名UC患者和10名未患UC者。與對照組相比,UC患者發(fā)炎的直腸粘膜中IL-10表達有增加的趨勢。在橫結腸發(fā)炎患者及腸遠端UC病變且橫結腸未發(fā)炎的患者中,橫結腸活檢與直腸活檢IL-10的表達沒有顯著差異。然而,橫結腸發(fā)炎患者IL-10的表達水平高于對照組和腸遠端UC病變且橫結腸未發(fā)炎的患者[2](圖1)。
圖1. 結腸IL-10表達模式(A)對照組和UC患者直腸IL-10表達的比較(B)對照組、腸遠端病變的UC患者和廣泛性結腸炎的UC患者直腸和橫結腸中IL-10表達的評估。
有研究發(fā)現,UC患者炎癥浸潤組織中檢測到了IL-10陽性細胞,主要是單核細胞(巨噬細胞和淋巴細胞),從漿膜延伸到粘膜,在上皮和漿膜中更為豐富。在固有層、實質和潰瘍部位也檢測到IL-10陽性細胞(圖2)。在所有活檢中都觀察到重要的粘膜破壞。與對照組相比,UC患者結腸漿膜中的IL-10免疫活性細胞增加[3]。
圖2. UC患者結腸粘膜中IL-10蛋白的表達。UC患者炎癥結腸組織(上下圖的中間和右側)和非炎癥結腸組織(左上和左下圖)中IL-10表達。紅色箭頭表示免疫反應陽性細胞。
IL-10敲除小鼠模型
早在1998年研究人員就發(fā)現,由于在無菌條件下未觀察到IL-10敲除小鼠發(fā)生結腸炎,表明IL-10敲除小鼠自發(fā)結腸炎需要腸道菌群的存在。此外,研究表明,IL-10敲除小鼠缺乏IL-10導致對細菌抗原的耐受性喪失,而細菌抗原的耐受性與微生物定植發(fā)生的時間無關。早期研究表明,抗生素治療可預防或減輕幾種IBD小鼠模型的結腸炎發(fā)展。
腸道免疫細胞是IL-10敲除小鼠炎癥發(fā)展的關鍵,結腸炎的發(fā)展涉及TLR誘導的NF-κB活化,主要來源于粘膜免疫細胞。此外,IL-10敲除小鼠自發(fā)結腸炎需要MyD88信號,IL-10、MyD88雙基因敲除小鼠不會發(fā)生結腸炎。研究已經證明,來自細菌的免疫刺激DNA序列改善了IL-10敲除小鼠的結腸炎癥,表明這些先天免疫反應刺激可能在腸道中具有生理抗炎作用。關于IL-10敲除小鼠的微生物群作用概述見圖3。
圖3. IL-10缺陷型IBD小鼠模型中的微生物群的影響。
UC的治療
UC的治療包括內科及外科兩種方法,近年來人們研究發(fā)現韋多利珠單抗對潰瘍性結腸炎(UC)患者具有緩解效果。另外抗腫瘤壞死因子(TNF)和韋多利單抗的聯合治療以及Entyvio皆是有效的治療方法。臨床病例發(fā)現一例患有強直性脊柱炎(AS)的UC患者接受了抗腫瘤壞死因子(TNF)和韋多利單抗的聯合治療并緩解。而Entyvio是一種腸道選擇性生物制劑,可特異性拮抗α4β7整合素,抑制α4β7整合素與腸道黏膜細胞粘附分子MAdCAM-1的結合,Entyvio可用于中度至重度的UC或克羅恩。–D)成人患者的治療。
小結
IL-10是由免疫細胞和非免疫細胞分泌的重要的抗炎細胞因子,作用于先天性和適應性免疫細胞,并具有廣泛的免疫調節(jié)活性。可抑制增殖、細胞因子分泌與共刺激分子表達。
UC的發(fā)生與IL-10的降低有相關性,IL-10的表達與疾病進程也有關系,隨著病變程度的加劇,IL-10的表達呈下降趨勢,而緩解期開始升高,說明IL-10開始發(fā)揮其炎性抑制作用,用以恢復炎性因子和抗炎因子之間的平衡,因此 IL-10可以作為UC疾病狀態(tài)的一個重要的參考指標。
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推薦文獻:
[1] MelgarS,Yeung MM,BasA,eta1.Over-expression ofinterleukin 10 in mucosalT cellsofpatientswith activeulcerativecolitis.ClinExp Immu- nol,2003,134:127-37.
[2] Wittmann Dayagi T, Werner L, Pinsker M, Salamon N, Barschak I, Weiss B, Shouval DS. Mucosal IL-10 and IL-10 receptor expression patterns in paediatric patients with ulcerative colitis. Int J Exp Pathol. 2021 Feb;102(1):4-10.
[3] Fonseca-Camarillo G, Furuzawa-Carballeda J, Llorente L, Yamamoto-Furusho JK. IL-10-- and IL-20--expressing epithelial and inflammatory cells are increased in patients with ulcerative colitis. J Clin Immunol. 2013 Apr;33(3):640-8.