1.研究背景
白介素17 (IL-17) 家族包含六个成员,即IL-17A至IL-17F。其中,IL-17A和IL-17F通过相同的受体复合物(IL-17RA/IL-17RC)发出信号,具有高度同源性。
IL-17A与包括多发性硬化症和关节炎等在内的慢性炎症性疾病密切相关。在动物模型中,IL-17A 表达失调会导致银屑病样皮肤病,还能诱导与严重皮肤病相关的血管炎症,且在肠上皮细胞中过度表达时导致严重的胰腺炎。
然而,以往的研究均未报告IL-17A对中枢神经系统的可能影响。
2.研究结果
(1) IL-17-/-小鼠对EAE的易感性降低
实验性变态反应性脑脊髓炎动物(EAE)的症状、病理改变及免疫学特征与人类的脱髓鞘疾病如多发性硬化症、急性播散性脑脊髓炎相似,常被看作是这类疾病的动物模型。
研究者敲除小鼠IL-17A和IL-17F(IL-17-/-小鼠)发现,IL-17-/-小鼠对EAE的易感性降低,出现临床症状的比例低于50%,并且症状相对较轻,发作时间也相对延迟。与野生小鼠(WT小鼠)相比,IL-17−/−小鼠淋巴节中免疫细胞组成没有实质性改变,这表明IL-17不会改变致病免疫细胞的组成。
(2) IL-17-/-小鼠的肠道菌群组成发生显著改变
研究发现,与WT小鼠共居的IL-17−/−小鼠对EAE的易感性增加。对IL-17−/−小鼠和杂合小鼠(IL-17 +/−小鼠)的粪便菌群进行16S rRNA测序发现,两种小鼠的肠道菌群存在显著差异,其中,IL-17-/-小鼠肠道中13个OTU的丰度增加。
(3) 与WT小鼠同窝饲养的IL-17-/-小鼠肠道菌群组成及对EAE的易感性得到恢复
将WT小鼠与无菌IL-17-/-小鼠同窝饲养,结果发现,IL-17−/−小鼠对EAE的易感性显著增加,且诱导EAE后,WT小鼠和IL-17-/-小鼠的疾病严重程度没有明显差异。此外,IL-17-/-小鼠的肠道菌群组成发生明显变化,上述增高的13个OTU中,有8个OTU有显著下降趋势。但将IL-17-/-小鼠的粪菌移植给WT小鼠,却无法降低WT小鼠对EAE的易感性。
(4)肠道上皮的IL-17A表达可恢复IL-17-/-小鼠对EAE的易感性
研究者利用IL-17A条件性表达小鼠将IL-17A特异性的表达到小鼠肠道上皮细胞中,结果发现,在上述增高的13个OTU中,有12个OTU出现降低或者缺失趋势,且完全恢复了IL-17 −/−小鼠对EAE的易感性。
3.研究结论
(1)IL-17-/-小鼠对EAE的易感性降低;
(2)与IL-17+/-小鼠相比,IL-17-/-小鼠的肠道菌群组成发生显著改变,13个OTU的丰度增加;
(3)将WT小鼠与IL-17-/-小鼠同窝饲养,可恢复IL-17-/-小鼠的肠道菌群组成及对EAE的易感性;但将IL-17-/-小鼠的粪菌移植给WT小鼠,却无法降低WT小鼠对EAE的易感性;
(4)肠道上皮的IL-17A表达可恢复IL-17-/-小鼠对EAE的易感性。
以上研究结果表明,IL-17通过肠道菌群间接调控中枢神经系统自身免疫性疾病。
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