2025-05-26
前言
原发性干燥综合征(pSS)是一种累及唾液腺和泪腺的系统性自身免疫性疾病,可导致口干症和眼干症。该疾病预后约20-50%的pSS患者会发展为系统性并发症。已有报道显示免疫抑制与抗炎治疗、再生治疗及基因治疗可缓解pSS相关口干症。目前口干症治疗尚无金标准,临床上仍亟需针对pSS的有效疗法。
腺相关病毒(AAV)基因治疗凭借其低免疫原性、高安全性和长效表达等显著优势,已在遗传性疾病治疗领域展现出独特价值。随着研究深入,该技术正加速突破传统适应症边界,向神经系统疾病、心血管疾病、肿瘤及自身免疫性疾病等新领域拓展,为多种难治性疾病提供了创新治疗路径。
劲帆生物医药科技(武汉)有限公司简称“劲帆医药”,创立于2022年,拥有全球领先的规模化AAV制备专利技术平台、病毒载体生产车间和完善的动物疾病模型及药效评价系统,提供一站式病毒载体CRO/CDMO服务,涵盖“药物发现-工艺开发-临床前研究-大规模制备-IND申报”全链条服务体系,致力于推进基因治疗药物更有效,更安全,更经济,更可及,赋能客户,造福患者。
在临床前研究阶段,劲帆医药拥有专业的药效评价团队,能够提供药物筛选、药效学评价、药代动力学研究、Non-GLP非临床安全性评价等系列服务项目。经多年积累和多方验证,目前公司已与多家知名企业合作,成功完成多项药物临床前研究项目并建立了超50种疾病动物模型,覆盖神经系统、内分泌系统、运动系统、呼吸/消化系统、心血管系统、自身免疫系统、泌尿系统、生殖系统、眼科、耳科、肿瘤等多个领域,为新药申报资料提供准确及合规的数据支撑。
文献解读
髓源性树突状细胞(BMDCs)可分泌多种细胞因子、生长因子及外泌体。近期研究表明BMDCs可重建pSS患者的功能。鉴于BMDCs的组织特异性应答特性,越来越多的研究聚焦于其旁分泌效应作为多种疾病的替代性无细胞治疗方案。髓源性生长因子(MYDGF)是由BMDCs分泌的旁分泌蛋白。来自北京首都医科大学的研究团队在前期研究发现MYDGF可缓解炎症性肠病的炎症反应。此外,MYDGF通过核因子κB(NF-κB)信号通路可抑制炎症反应、阻断白细胞归巢并保护内皮损伤。因此,进一步采用了非肥胖糖尿病(NOD)/LtJ雌性小鼠作为pSS动物模型,通过分析MYDGF治疗后唾液腺功能变化,探究了MYDGF作用的分子机制,揭示了MYDGF与pSS宿主免疫系统间相互作用的功能及潜在机制,为提升pSS治疗疗效提供了新策略。该研究成果于2024年10月发表在《Frontiers in Immunology》上,题为“Myeloid-derived growth factor promotes M2 macrophage polarization and attenuates Sjögren’s syndrome via suppression of the CX3CL1/CX3CR1 axis”。
1.MYDGF基因治疗缓解NOD/LtJ小鼠口干症并恢复唾液腺功能
NOD/LtJ小鼠作为自发性pSS模型,表现出外分泌腺特征性淋巴细胞浸润及唾液腺功能障碍。动物实验设计如图1A所示,第5至8周期间观察到小鼠唾液分泌减少,此后维持低水平。第11周时,NOD/LtJ小鼠唾液流速较ICR小鼠(正常组,不接受任何治疗)显著下降(图1B,p<0.05),表明pSS早期阶段模型已建立。为评估MYDGF在pSS早期的作用,第11周注射AAV-GFP和AAV-MYDGF。经5周AAV-MYDGF治疗后,于第16周进行唾液功能检测及组织学评估。
与第8周相比,SS组(对照组)和AAV-GFP组在第16周时唾液流速均下降。然而,MYDGF治疗组唾液流速较SS组和AAV-GFP组显著维持(图1B,p<0.01)。苏木精-伊红(HE)染色显示,与SS组和AAV-GFP组相比,AAV-MYDGF组下颌下腺淋巴细胞浸润灶的数量及面积均显著减少(图1C,p<0.01)。水通道蛋白5(AQP5)与Na+/K+/2Cl-共转运体(NKCC1)是唾液腺腺泡细胞中参与唾液分泌的两种重要跨膜转运蛋白。pSS发病时两种蛋白表达均显著降低,与唾液分泌减少相关。免疫荧光(IF)染色显示,AQP5与NKCC1在ICR小鼠下颌下腺腺泡细胞中广泛表达,且AAV-MYDGF组腺泡细胞膜上二者的表达较SS组和AAV-GFP组显著增强(图1D、E,p<0.001)。Western Blot检测显示,AAV-MYDGF组中AQP5与MYDGF蛋白表达水平趋势一致,进一步支持上述结果(图1F,p<0.05或p<0.01)。综上,MYDGF治疗可抑制pSS早期淋巴细胞浸润并恢复唾液分泌功能。
图1 MYDGF可减轻NOD/Ltj小鼠唾液腺功能
(图片来源:Yang Z et al, Front Immunol., 2024)
2.MYDGF可改善NOD/LtJ小鼠SGs炎症和趋化因子
为探究MYDGF治疗pSS的潜在机制,对AAV-GFP组和AAV-MYDGF组下颌下腺样本进行RNA测序。主成分分析(PCA)显示两组样本显著分离,验证了样本可比性(图2A)。进一步分析发现,与AAV-GFP组相比,AAV-MYDGF组共鉴定出2047个差异表达基因(DEGs),其中1189个基因上调、858个基因下调。值得注意的是,AAV-MYDGF组中与pSS严重程度相关的趋化因子(如Cd12、Ccl3、Ccr2、Cx3crl等)表达水平显著低于AAV-GFP组。而与唾液腺功能相关的基因(包括Aqp5、Sox2、Slc12a8、Lgr5及Dusp2)在AAV-MYDGF组中显著上调(图2B,p<0.05)。
GO分析显示,MYDGF治疗增强了中性氨基酸转运、囊泡运输、蛋白质运输及内质网-高尔基体囊泡运输等生物学过程(见补充图S1A、B)。此外,KEGG分析表明,MYDGF治疗后代谢相关信号通路上调,而PI3K-AKT与Hippo信号通路下调(图2C、D,p<0.05)。GSEA分析显示,AAV-MYDGF组中TNF信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用及趋化因子信号通路显著下调(图2E,p<0.05)。免疫组化(IHC)染色进一步证实,AAV-MYDGF组TNF-α与IL-6表达水平显著降低(补充图S2A—D;p<0.001),提示MYDGF通过调控细胞因子及趋化因子分泌,从而抑制炎症并恢复唾液腺功能。TUNEL染色显示,与AAV-GFP组相比,AAV-MYDGF组唾液腺淋巴细胞浸润灶内TUNEL+细胞数量显著增加(图3A、B,p<0.05)。综上,MYDGF可减轻炎症反应、抑制趋化因子表达,并促进下颌下腺浸润淋巴细胞的坏死。
图2 经AAV-GFP和AAV-MYDGF注射后的NOD/Ltj小鼠下颌下腺的转录组分析
(图片来源:Yang Z et al, Front Immunol., 2024)
图3 MYDGF可促进淋巴细胞浸润灶免疫细胞凋亡
(图片来源:Yang Z et al, Front Immunol., 2024)
3.MYDGF调节NOD/LtJ小鼠T辅助细胞平衡并抑制巨噬细胞浸润
T辅助细胞失衡通过产生促炎细胞因子参与pSS的发病机制。采用流式细胞术检测脾脏中T辅助淋巴细胞亚群比例。结果显示,代表Th1或Th2细胞的Th1(CD4+/IFN-γ+)或Th2(CD4+/IL4+)细胞比例在AAV-MYDGF组与AAV-GFP组间无显著差异(补充图S3A、B,p>0.05)。此外,Th17(CD4+/RORg+)与Treg(CD4+/CD25+/FOXP3+)细胞的比例在两组间亦无显著差异(补充图S3C、D,p>0.05)。
巨噬细胞(Mφ)作为先天免疫系统的重要组成部分,与pSS严重程度相关。脾脏流式细胞术分析显示,MYDGF治疗可显著增加M2φ(F4/80+/CD163+)比例,并降低M1φ(F4/80+/CD80+)比例(图4A、B,p<0.05)。基于下颌下腺IHC染色,AAV-MYDGF组F4/80+阳性细胞数量较AAV-GFP组显著减少(图4C—E,p<0.001)。F4/80与CD206双免疫荧光染色表明,与AAV-GFP组相比,MYDGF治疗显著促进M2φ极化(图4C、F,p<0.001)。同时,F4/80与CD86 IF染色显示,MYDGF治疗显著减少M1φ极化(图4D、G,p<0.001)。综上,MYDGF可抑制pSS中Mφ浸润并促进M2φ极化。
图4 MYDGF抑制pSS中Mφ浸润并促进M2φ极化
(图片来源:Yang Z et al, Front Immunol., 2024)
4.MYDGF通过抑制CX3CL1/CX3CR1轴减轻炎症反应
基于RNA测序结果,我们发现AAV-MYDGF组中Cx3cr1表达显著降低(图2B,p<0.05)。RT-PCR检测显示,MYDGF治疗后趋化因子及细胞因子相关基因(包括Ccl2、Ccl3、Ccl12、Mmp2、Cx3cl1及Cx3cr1)表达均显著下降,其中Cx3cl1与Cx3cr1下降最为显著(图5A;补充图S4,p<0.01)。MYDGF治疗后CX3CL1及CX3CR1血清浓度显著降低(图5B,p<0.05)。下颌下腺IHC染色显示,MYDGF可降低唾液腺中CX3CL1及CX3CR1的表达(图5C、D,p<0.05)。综上,MYDGF治疗后血清及下颌下腺中CX3CL1/CX3CR1是下降最显著的趋化因子。
图5 MYDGF通过抑制CX3CL1/CX3CR1轴抑制炎症反应
(图片来源:Yang Z et al, Front Immunol., 2024)
总结
既往研究表明,pSS由T细胞介导的自身免疫反应及B细胞活化触发,但其他免疫细胞(如Mφ)也被发现存在于唾液腺及外周血单个核细胞(PBMCs)中,参与pSS的发生发展。然而,Mφ在pSS中的作用尚未被广泛研究。研究发现,Mφ可在唾液腺中产生活性氧,并与先天性及适应性免疫细胞相互作用。CD11b高表达巨噬细胞(CD11bHiMφ)通过促进CD4+T细胞CCR4表达增强其迁移能力,而CD4+T细胞移植亦可诱导Mφ浸润,清除Mφ可有效改善泪腺及眼部功能障碍。因此,靶向Mφ浸润是pSS的潜在治疗策略。
同时,M1φ极化可能在pSS进展中发挥重要作用,并与疾病活动度相关。与非pSS对照组相比,pSS患者唾液腺及PBMCs中CD86+M1φ表达显著升高,而CD206+M2φ表达显著降低。pSS患者PBMCs中促炎性M1φ的高丰度常伴随T细胞、B细胞及树突状细胞等其他免疫细胞增加。CXCR3+CD163+M2φ比例随疾病严重程度升高而降低,提示M2φ可能参与pSS进展。因此,调节Mφ极化失衡或可成为改善pSS的有效治疗手段。
BMDCs通过旁分泌方式释放多种可溶性因子,具有促进组织保护与修复的作用。MYDGF(亦称C19orf10)广泛存在于多种细胞微环境(如富含钙的内质网及高尔基体)中,可响应应激信号作为潜在旁分泌活性因子从BMDCs分泌释放。近期研究表明,MYDGF具有强效心肌细胞保护及促血管生成活性,对心血管及代谢性疾病具有保护作用。MYDGF可减少炎症因子(TNF-α、IL-1β及IL-6)表达、阻断白细胞归巢并抑制主动脉斑块内Mφ积聚。这项研究证实,MYDGF通过减轻唾液腺炎症反应、下调TNF信号通路、促进淋巴细胞浸润灶免疫细胞凋亡,从而重建唾液腺功能。结果显示MYDGF显著减少Mφ浸润,该结果与既往报道中MYDGF直接抑制Mφ炎症及迁移的作用一致。此外,MYDGF在右旋葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎模型中可增加M2φ数量及比例,在原代Kupffer细胞及非酒精性脂肪肝病小鼠模型中抑制M1φ极化并促进M2φ极化。这项研究结果与上述研究一致,表明MYDGF可促进唾液腺中M2φ极化。
此外,Mφ分泌的多种细胞因子及趋化因子参与了pSS进展。CX3CL1作为CX3C趋化因子家族唯一成员,与其唯一受体CX3CR1共同参与单核/Mφ及淋巴细胞的募集,在多种自身免疫性疾病中发挥关键作用。NOD/LtJ小鼠泪腺中膜结合型CX3CL1裂解产生的可溶性趋化因子fractalkine、CX3CR1+T细胞及Mφ表达显著升高。pSS患者血清CX3CL1水平较健康对照组更高,且CX3CR1+细胞密集分布于炎症灶周围。因此,CX3CL1/CX3CR1或可作为评估pSS的新型标志物。本项研究发现,MYDGF治疗可抑制细胞因子及趋化因子表达,且血清及唾液腺中CX3CL1与CX3CR1表达均被MYDGF显著下调,提示MYDGF可能通过调控CX3CL1/CX3CR1轴等趋化因子生成减少免疫系统浸润。
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