单细胞 RNA 测序揭示 AP-1 成为自身免疫性葡萄膜炎潜在治疗靶点的研究突破

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Biochemical Pharmacology 5.3

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  自身免疫性葡萄膜炎(AU)威胁视力且治疗手段有限。研究人员对正常和实验性自身免疫性葡萄膜炎(EAU)小鼠的脾脏和颈部引流淋巴结进行单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)。发现 AP-1 是关键分子,抑制它可缓解 EAU 症状,或为 AU 治疗带来新策略。

  在眼科疾病的领域中,自身免疫性葡萄膜炎(Autoimmune uveitis,AU)就像一颗隐藏在眼睛里的 “定时炸弹”,时刻威胁着人们的视力健康。它发病机制复杂,是由免疫失衡引发的严重眼部疾病,会让眼睛持续处于炎症状态。目前,治疗 AU 主要依靠皮质类固醇和免疫抑制剂,可长期使用这些药物,就像 “饮鸩止渴”,会带来白内障、青光眼等眼部并发症,还会引发骨质疏松、消化性溃疡等全身性不良反应,患者在对抗疾病的同时,还要承受这些药物副作用的折磨。正因如此,寻找可靠又有效的治疗方法迫在眉睫。
为了解开 AU 治疗的难题,中山大学等机构的研究人员开展了一项意义重大的研究。他们将研究成果发表在《Biochemical Pharmacology》上,为攻克这一疾病带来了新希望。

研究人员采用的关键技术方法主要有两种。一是单细胞 RNA 测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq),这项技术能够在单个细胞的层面上,分析细胞的基因表达情况,从而深入了解免疫细胞在疾病过程中的变化;二是流式细胞术,利用该技术可以对细胞进行分类和定量分析,进一步明确不同免疫细胞的特征和比例。研究中使用的实验动物是 C57BL/6J 小鼠,通过构建实验性自身免疫性葡萄膜炎(experimental autoimmune uveitis,EAU)小鼠模型来模拟人类疾病状态。

下面来看看具体的研究结果:

  • 转录变化研究:研究人员给小鼠皮下注射间光感受器类视黄醇结合蛋白(1 - 20)(interphotoreceptor retinoid-binding protein (1-20),IRBP1–20)构建 EAU 模型,然后分离正常和 EAU 小鼠的脾脏和颈部引流淋巴结(cervical draining lymph nodes,CDLNs),制成单细胞悬液进行 scRNA-seq 分析。在脾脏中,他们基于经典谱系标记识别出 8 种主要免疫细胞类型,包括 B 细胞、T 细胞、自然杀伤细胞(natural killer cells,NK)等。通过分析发现,在 EAU 过程中,脾脏和 CDLNs 的转录组和细胞组成都出现了类似的变化。
  • AP-1 的作用研究:研究还发现,在 EAU 期间,脾脏和 CDLNs 中激活蛋白 - 1(activator protein-1,AP-1)相关基因表达上调。AP-1 可不是一个简单的角色,它在疾病发展过程中至关重要。当研究人员抑制 AP-1 时,惊喜的事情发生了:EAU 小鼠的症状得到了缓解,而且脾脏和 CDLNs 中辅助性 T 细胞 17(T helper 17 cells,Th17)和辅助性 T 细胞 1(T helper 1 cells,Th1)的比例明显下降。这表明 AP-1 与疾病的严重程度密切相关,抑制它可能是治疗 AU 的关键。
  • 细胞因子水平研究:进一步的体外研究显示,用 AP-1 抑制剂处理后,粒细胞 - 巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte–macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)和白细胞介素 - 23(interleukin-23,IL-23)这两种与 Th17 细胞致病性密切相关的关键分子水平降低。GM-CSF 和 IL-23 就像是 Th17 细胞的 “帮凶”,在疾病发展过程中起着推波助澜的作用,而抑制 AP-1 能够有效降低它们的水平,从而削弱 Th17 细胞的致病性。
  • 过继转移实验:过继转移实验也证实了抑制 AP-1 的重要作用。在实验中,抑制 CD4+T 细胞中的 AP-1 后,这些细胞引发 EAU 的能力受到了抑制。这再次证明了 AP-1 在调节免疫细胞功能、影响疾病发生发展方面的关键作用。

综合研究结论和讨论部分,这项研究意义非凡。研究人员首次通过整合 scRNA-seq 分析和流式细胞术,绘制出了葡萄膜炎中免疫细胞的多器官转录组图谱。研究揭示了 AP-1 通过 GM-CSF/IL-23 反馈回路参与 EAU 发病机制,这一发现为理解 AU 的发病机制提供了全新的视角。更重要的是,研究表明抑制 AP-1 可能是一种治疗 AU 的新策略,为未来开发更有效、副作用更小的治疗方法奠定了理论基础,有望为广大 AU 患者带来新的曙光,让他们重获清晰的视力。

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