CXCL1

溃疡性结肠炎（UC）是炎症性肠病（IBD）的一种亚型，表现为黏膜炎症和出血，近年来其全球发病率上升，尤其在欧洲和北美地区。UC患者面临较高的结肠癌风险，病因尚不明确，主要涉及遗传易感性、环境因素、免疫失调和肠道微生物失调等。治疗UC的目标是减轻炎症和控制症状，通常使用糖皮质激素和免疫抑制剂，但长期使用可能导致严重副作用。传统中医药黄连解毒汤（HLJD）临床用于治疗腹泻和结肠炎，显示出良好的治疗效果，但其治疗机制仍不清楚。 近日，香港理工大学Xiao-Xiao Li研究团队在Front Immunol发表了题为Huang Lian Jie Du decoction attenuated colitis via suppressing the macrophage Csf1r/Src pathway and modulating gut microbiota的研究论文，发现黄连解毒汤能够通过抑制巨噬细胞的浸润、调节Csf1r/Src信号通路及其对肠道菌群的调控，显著减轻DSS诱导的小鼠慢性结肠炎症状，尤其是在高剂量下效果更为显著，这为黄连解毒汤在炎症性肠病中的临床应用提供了强有力的实验依据。 实验采用C57BL/6小鼠，随机分为5组：正常对照组（NC），HLJD组（2 g/kg，H），DSS诱导结肠炎组（DSS），DSS+HLJD低剂量组（2 g/kg，DHL），DSS+HLJD高剂量组（4 g/kg，DHH）。实验通过持续8周的DSS饮用水处理（5天DSS，2天饮用水）诱导小鼠慢性结肠炎，并从第2周开始给予不同剂量的HLJD。实验结束后，通过定期测量体重、粪便稠度、粪便出血等指标评估疾病活动指数（DAI），同时进行组织学分析、免疫荧光染色和基因表达检测。 首先，在体重和结肠长度的变化上，DSS组小鼠在8周实验期间体重显著下降，而接受HLJD治疗的组，特别是高剂量组（DHH），体重下降趋势被明显逆转。具体而言，与正常对照组相比，DSS组小鼠体重增加显著减少，但低剂量（DHL）和高剂量HLJD组在第5周至第8周期间逐渐恢复了体重增幅。 与此同时，DSS组小鼠的结肠长度明显缩短，而DHL和DHH组的结肠长度得到显著恢复，尤其是DHH组，接近正常对照组的水平。这表明HLJD可以有效缓解DSS引起的结肠缩短和体重减轻等病理变化，特别是在高剂量时效果更为显著。 其次，粪便稠度和血便评分也得到了显著改善。DSS组小鼠从第5周开始粪便稠度急剧增加，表明小鼠粪便变得更加稀薄且难以成型，而在接受HLJD治疗的小鼠中，尤其是高剂量组，粪便稠度逐渐恢复至接近正常水平。 此外，血便评分显示，DSS组小鼠在第8周时血便评分大幅增加，而DHH组小鼠的血便症状得到显著缓解，表现为血便评分显著降低。这表明HLJD特别是在高剂量下，对由DSS引发的肠道出血症状具有强有力的抑制作用。 图 1. HLJD煎剂改善了DSS诱导的小鼠模型中的慢性结肠炎状况 图 2. HLJD煎剂减轻了DSS诱导小鼠模型中的结肠损伤 组织病理学分析进一步证实了HLJD的治疗效果。DSS组小鼠的结肠组织显示出显著的炎症细胞浸润，隐窝结构损伤严重，黏膜层增厚，表明结肠存在广泛的组织损伤。然而，接受HLJD治疗的小鼠，尤其是DHH组，其结肠组织的炎症显著减轻，隐窝结构得以部分恢复。特别是在高剂量组，组织病理评分显著低于DSS组，表明HLJD对炎症性肠损伤的恢复具有显著效果。 免疫荧光和免疫组化染色结果进一步表明，DSS组小鼠结肠中F4/80阳性巨噬细胞显著增加，表明大量炎症巨噬细胞浸润至结肠组织，而DHL和DHH组小鼠的F4/80阳性巨噬细胞数量显著减少，尤其是DHH组，这种炎症细胞的浸润被大幅抑制。这一现象与HLJD抑制巨噬细胞迁移和浸润的机制一致，表明HLJD能够有效抑制结肠中的炎症反应。 图 3. HLJD煎剂改善了DSS诱导的慢性结肠炎小鼠模型中的结肠炎症 基因表达分析进一步揭示了HLJD的抗炎机制。qPCR数据显示，DSS组小鼠中炎症因子肿瘤坏死因子α（Tnfa）、趋化因子Cxcl1和Cxcl10的表达显著增加，而接受HLJD治疗的小鼠，这些炎症因子的表达水平显著降低，尤其是在高剂量组。 此外，HLJD显著降低了结肠中Csf1r基因的表达，这是一种与巨噬细胞分化和炎症反应密切相关的基因。蛋白质水平检测结果显示，DSS诱导的小鼠中Csf1r蛋白表达水平上升，而HLJD处理后，特别是在DHH组，Csf1r蛋白表达显著下降。同时，DSS组小鼠中Src和磷酸化Src（p-Src）表达水平显著升高，而HLJD治疗，尤其是高剂量组，显著降低了p-Src水平。这些结果表明，HLJD通过抑制Csf1r/Src信号通路发挥了抑制炎症的作用。 最后，HLJD还通过调控肠道菌群进一步减轻了DSS诱导的结肠炎症。16S rRNA测序分析表明，DSS组小鼠的肠道菌群组成发生显著变化，其中一些与结肠炎症密切相关的菌群如Bacteroides、Odoribacter、Clostridium_sensu_stricto_1和Parasutterella在DSS组显著增加，而在HLJD治疗后，尤其是在高剂量组，这些有害菌群的丰度显著下降。 同时，HLJD还增加了一些有益菌群的丰度，进一步支持其调节肠道微生态平衡的作用。相关性分析表明，结肠长度、脾脏重量百分比、粪便稠度、血便评分及疾病活动指数（DAI）等临床症状与特定菌群的丰度显著相关，进一步验证了肠道菌群在结肠炎症和HLJD治疗效果中的重要作用。 图 4. 不同群体肠道微生物群组成的改变 综上所述，黄连解毒汤在缓解DSS诱导的慢性结肠炎中发挥了显著的抗炎和免疫调节作用，其作用机制包括抑制巨噬细胞的浸润、调节Csf1r/Src信号通路以及改善肠道菌群失衡。特别是在高剂量下，HLJD的治疗效果尤为显著，为其在炎症性肠病中的临床应用提供了重要的实验依据。 参考文献： Su S, Liu T, Zheng JY, et al. Huang Lian Jie Du decoction attenuated colitis via suppressing the macrophage Csf1r/Src pathway and modulating gut microbiota. Front Immunol. 2024;15:1375781. Published 2024 Sep 26. doi:10.3389/fimmu.2024.1375781 本文仅用于学术分享，转载请注明出处。若有侵权，请联系微信：bioonSir 删除或修改！ 点击下方「阅读原文」，前往生物谷官网查询更多生物相关资讯~

*仅供医学专业人士阅读参考肿瘤微环境（TME）是由肿瘤细胞及其周围的各种正常细胞共同构成的复杂生态系统，其中免疫细胞、血管细胞、基质细胞等相互作用，影响肿瘤的生长、侵袭和转移。在近年来的肿瘤研究中，针对肿瘤微环境的调控成为一种潜在的治疗策略。传统的体外细胞培养模型往往无法充分模拟体内微环境的复杂性，限制了对肿瘤微环境中复杂相互作用机制的理解。基于CRISPR/Cas9的基因筛查技术能够有效识别调控肿瘤生物学的重要基因，近年来，体内CRISPR筛查发现了一些调控免疫治疗抵抗的靶点，证明了在生理肿瘤微环境中进行基因筛查的重要性。加拿大多伦多大学Housheng Hansen He和Ming-Sound Tsao等人通过比较体外和体内CRISPR筛选结果，他们发现MEN1基因仅在肿瘤微环境中表现出肿瘤生长调节作用，而且具有双重作用，能够在不同免疫环境下通过调节不同免疫细胞的浸润发挥着促癌或抑癌的功能，并揭示其中的调控机制。这一发现强调了体内基因筛选在发现临床药物靶点中的重要性，并为靶向MEN1的治疗策略提供了依据。论文于近日发表在《自然·遗传学》[1]。论文首页截图首先，研究者们设计了一个包含12472个sgRNA的单导向RNA（sgRNA）库，该库靶向317个表观遗传调控因子和657个药物靶标。他们将稳定表达Cas9的A549肺腺癌细胞系用该sgRNA文库进行转导，然后将这些细胞分为两组：一组在体外二维培养皿中培养，另一组通过皮下注射在免疫缺陷型肺癌小鼠模型（NSG）中建立异种移植瘤。研究者对比体外培养细胞与小鼠体内移植瘤的基因筛选结果后发现，MEN1基因在体内筛选中显著富集，而且是体内模型中肿瘤生长的关键基因，而体外模型中并未发现类似效应。具体来说，在体外培养中，MEN1基因缺失对癌细胞增殖没有影响；在体内实验中，MEN1的作用取决于宿主的免疫状况。在免疫缺陷的小鼠中，MEN1缺失显著促进了肿瘤生长，而在免疫健全的小鼠中，MEN1缺失则抑制了肿瘤生长。体内外平行CRISPR筛选发现MEN1在肺癌小鼠体内具有特定的肿瘤调节功能进一步研究揭示了MEN1基因及其编码蛋白menin对肿瘤的调控机制。MLL是一类与急性白血病密切相关的基因，编码表观遗传调控蛋白，这些MLL家族蛋白能够通过修饰染色质结构影响基因的表达。通过RNA测序分析，研究者们发现MEN1缺失会通过改变MLL家族中的关键成员MLL1在染色质上的分布，引起染色质重塑和表观遗传修饰的变化，增加特定基因组区域的H3K4me3修饰。这种表观遗传变化能够激活双链RNA（dsRNA）的表达，引发由线粒体抗病毒信号蛋白（MAVS）和cGAS–STING通路介导的类似病毒感染的免疫反应，从而调节CXCL1、IL33、CXCL8等细胞因子的基因表达和肿瘤生长。结直肠癌、乳腺癌等肿瘤小鼠模型实验结果验证，MEN1缺失会对肿瘤微环境中的免疫细胞浸润产生显著影响。免疫健全的小鼠中，MEN1缺失引起dsRNA激活主要增加CD8+T细胞的浸润，助力抗肿瘤免疫效应；但在免疫缺陷的小鼠中，由于缺乏适应性免疫反应，MEN1缺失引起dsRNA激活后唤不来CD8+T细胞，而是更多地吸引中性粒细胞浸润到肿瘤微环境中，这些中性粒细胞通常被认为促进肿瘤生长和侵袭的推波助澜者之一。MEN1在不同免疫环境下调节不同的免疫细胞，因此兼备双重身份因此，MEN1的缺失能够在不同的免疫环境下产生相反的效果，解释了其在免疫缺陷和免疫健全小鼠中对肿瘤生长的不同影响。此外，药理学研究显示，抑制menin与MLL1相互作用的药物Ziftomenib能够有效抑制乳腺癌小鼠的肿瘤生长，效果与MEN1缺失相似，并且该这种效应依赖于CD8+T细胞的存在，以剂量依赖性的方式增加肿瘤浸润CD8+T细胞数量。研究者们根据RNA测序结果观察到，MEN1缺失的结直肠癌小鼠和MEN1低表达患者的肿瘤中，PD-L1的表达水平显著升高，PD-1表达也有增加趋势。由此他们展开小鼠实验并发现，当Ziftomenib与PD-1抑制剂联合使用时，相比两种任一单药治疗的肿瘤抑制效果都显著增强，表明抑制MEN1可能成为增加免疫疗法疗效的潜在策略。抑制menin与MLL1相互作用有效果，可以与PD-1抑制剂联合使用这项研究表明，MEN1基因在肿瘤生长中的作用依赖于宿主的免疫环境，通过调控肿瘤微环境中免疫细胞的浸润，表现出在不同免疫环境下的促癌和抑癌双重功能，这种现象为理解肿瘤微环境对基因功能的影响提供了新的视角，也为开发基于肿瘤微环境的个性化治疗策略提供了新思路。MEN1及其相关的分子通路可能在未来的肿瘤治疗中发挥重要作用，尤其是在与免疫治疗相结合的策略中，具有广阔的应用前景。------奇点糕近期推出了《2024ASCO年会深度盘点》课程，为大家系统盘点了2024ASCO年会上实体瘤领域的重磅进展，让您在100分钟内迅速深入把握前沿。长按识别下图中的二维码即可购买，购买后您可以在「奇点网小程序」收听，或下载奇点网「医学奇点」苹果客户端收听。如果遇到任何技术问题，大家可以戳我们下图中的客服小伙伴来解决~~参考文献：[1]Su, P., Liu, Y., Chen, T. et al. In vivo CRISPR screens identify a dual function of MEN1 in regulating tumor–microenvironment interactions. Nat Genet 56, 1890–1902 (2024). https://doi.org/10.1038/s41588-024-01874-9本文作者丨张艾迪

细胞是机体的基本组成单位，其发生衰老会导致低能量效应、并驱动整体衰老，免疫细胞是衰老细胞的关键调节因子，其在衰老过程中也出现功能失调。 doi: 10.1038/s41392-023-01502-8. 造血干细胞（HSC） HSC衰老是免疫衰老的基础。衰老HSC会分化为各类功能失调的免疫细胞，导致免疫衰老。衰老HSC的主要特征是自我更新、分化偏向、能量代谢改变。HSC衰老特点细胞分化偏向 更偏向形成骨髓细胞，淋巴细胞减少，导致骨髓-淋巴失衡。 诱导偏向的细胞因子： IL-1/3/6； TNFα； IFN； G-CSF、M-CSF、GM-CSF。能量代谢改变 从无氧糖酵解转向氧化磷酸化。 由此产生ROS引起氧化应激，导致DNA损伤、细胞凋亡。自我更新减弱细胞周期活性降低。 中性粒细胞 年龄相关疾病与中性粒细胞功能降低相关，而中性粒细胞发育、数量的改变不大。中性粒细胞衰老特点功能降低 吞噬能力降低； 粘附性、趋化性异常； 细胞凋亡增加； NET释放异常； TLR功能异常。 中性粒细胞表达CXCR2可以响应CXCL1向炎症部位迁移，但衰老的中性粒细胞CXCR2表达下调，导致其迁移功能异常，不仅使抗炎作用降低，同时会引起非炎症部位损伤。 单核/巨噬 巨噬细胞功能恶化是免疫衰老的一个关键因素，其清除组织中衰老细胞的能力会随年龄增加而减弱，表现自噬水平降低、抵抗病毒感染的能力缺陷。巨噬细胞衰老特点SASP表型 IL-1β、IL-6、TNFα产生增加； IL-10产生减少，导致更易纤维化。代谢改变糖酵解、线粒体OXPHOS降低，导致能量不足，细胞功能受损。细胞周期异常细胞周期检查点p16INK4a、p21CIP1表达上调。 NK细胞 随年龄增长，外周血和骨髓中NK祖细胞数量未受影响，而NK总数增加，不过NK细胞增殖、杀伤能力下降。NK细胞衰老特点细胞比例改变 CD56（bright）NK减少（未成熟）； CD56（dim）NK增加（成熟）。NK激活受损NK激活受体NKp30、NKp46、DNAM1表达降低，免疫监视功能受损。细胞毒性减弱 穿孔素、颗粒酶、IFNα、IFNγ产生减少； IL-1/4/6/8/10、TNFα产生增加。 B细胞 生命周期中B细胞生成会持续进行，但虽年龄增长因骨髓生态位变化导致B细胞输出受影响。B细胞衰老特点比例改变 骨髓前体B细胞、浆细胞减少； 外周抗体反应性记忆B细胞减少，耗竭记忆B细胞增加。促炎 记忆B细胞产生促炎细胞因子： IL-1α、IL-1β、IL-6、TNFα。 B细胞与年龄相关的改变也是疫苗接种后抗体反应下降的主要原因。60~75岁人群接种流感疫苗的血清阳性保护率也仅为41~58%，75岁以上人群更低为29~46%。 同时B细胞多样性崩溃，各类自身抗体产生增加。 T细胞 正常情况下，T细胞数量靠胸腺输出和外周幼稚T细胞增殖来维持，而随年龄增长T细胞数量失衡；而且衰老与T细胞间的关系非常微妙，衰老会引起T细胞功能障碍，功能失调的T细胞又会释放多种炎症分子加速衰老。T细胞衰老特点数量改变Treg数量增加。 Th数量增加，其中CD4幼稚T细胞PU.1、BATF、IRF4转录因子网络诱导Th9分化偏好。 CD8循环初始T细胞数量减少； CD8效应T细胞增加，BATF、IRF4促进初始T细胞向效应T细胞转化，并上调效应功能相关转录因子（T-bet、Runx3、Blimp-1）。 效应功能减弱 炎症水平升高Treg虽然数量增加，但抑制能力减弱，间接诱导炎症。 Th1、Th2分泌细胞因子能力减弱，免疫防御功能下降； Th9通过产生IL-9参与自身免疫性和各类炎症性疾病过程。 记忆T细胞CD27、CD28共刺激分子丢失，出现耗竭表型； CD45RA+CD8+T细胞出现SASP表型，产生高水平IL-18、ADAM28，促进炎症。 小结 随着机体衰老，大多免疫细胞表现出衰老特征，内在表现为衰老/受损细胞清除效率降低，外在表现为免疫抵抗力减弱。 而且由细胞的衰老相关分泌表型（SASP）所引起的慢性炎症不仅是衰老的结果，也是促进衰老进一步发展的重要原因，由此上升到器官、组织，最终会导致各类疾病发生。 doi: 10.1038/s41392-023-01502-8. 参考资料 Li X et al. Inflammation and aging: signaling pathways and intervention therapies. Signal Transduct Target Ther. 2023;8(1):239. Published 2023 Jun 8. doi: 10.1038/s41392-023-01502-8. Yousefzadeh MJ et al. An aged immune system drives senescence and ageing of solid organs. Nature. 2021 Jun;594(7861):100-105.  Mogilenko DA, Shpynov O, Andhey PS, et al. Comprehensive Profiling of an Aging Immune System Reveals Clonal GZMK+ CD8+ T Cells as Conserved Hallmark of Inflammaging. Immunity. 2021;54(1):99-115.e12.  Hagen M, Derudder E. Inflammation and the Alteration of B-Cell Physiology in Aging. Gerontology. 2020;66(2):105-113.  本周好文推荐 如需转载请联系佰傲谷并在醒目位置注明出处 · · · · · · · ·