论文部分内容阅读
白细胞介素22(Interleukin-22,简写IL-22)是IL-10家族成员之一,由多种免疫细胞分泌,特异性地作用于机体组织细胞,尤其是上皮细胞；其在多种免疫炎症性疾病中既可以促进病理炎症,又可以保护组织损伤,发挥双重作用,但其具体机制还不十分清楚。IL-22受体是由IL-22RA1和IL-10RB组成的二聚体,IL-22RA1表达在非免疫细胞中,如肠上皮细胞；IL-1ORB表达相对广泛些。限于其受体的表达部位,IL-22主要靶向于肠上皮细胞、呼吸道上皮细胞、角质细胞等固有细胞。已有研究证明,IL-22在葡聚糖硫酸酯钠(DSS)诱导的肠炎性疾病(IBD)中表达量呈现先升高后迅速下降的动态变化,然而其生理意义却不十分清楚。而IL-22受体IL-22RA1在肠干细胞中高表达,IL-22如何通过其受体调节肠干细胞的自我更新和分化没有相关报道。我们运用半体外小肠类器官3D培养体系(organoid culture),发现IL-22可以直接抑制小肠上皮细胞的分化,促进细胞的增殖并刺激抗菌肽的表达；IL-22还能够消耗肠干细胞的干性,最终导致小肠类器官的凋亡。我们发现IL-22能够明显抑制Wnt和Notch信号通路下游基因的表达。加入Wnt信号通路的激活剂WNT3A后,由IL-22引起的抑制分化及凋亡的表型得到部分削弱,类器官的生长和分化趋于正常。IL-22能够促进Stat3的磷酸化,诱导了抗菌肽Reg3y等表达和分泌。我们猜测在DSS诱导的肠炎模型中,剧烈炎症激活了IL-22的大量表达,从而促进了细胞增殖和抗菌肽的分泌,起到弥补组织损伤和起始组织修复的重要作用。然而过多的IL-22会导致干细胞自我更新能力的下降,因此其表达被迅速下调。为了证明这一推测,我们在DSS诱导的炎症后期人为注射IL-22提高其体内表达水平,发现小鼠的炎症更加严重而没有保护效果,说明IL-22的动态表达对于肠上皮的损伤修复起到十分关键的作用。此外,为了研究IL-22受体在肠上皮中的功能,我们利用基因编辑技术构建了Il-22ra1基因敲除小鼠,发现KO小鼠在DSS诱导的IBD模型中表现出更剧烈的炎症反应,且恢复更慢,说明在动物体内IL-22通过其受体对肠损伤修复发挥保护功能。综上所述,我们利用肠类器官3D培养模型和小鼠肠炎模型证明IL-22具有促进细胞增殖抑制分化和抑制肠干细胞更新的功能,阐明了IL-22的动态表达对于肠上皮损伤修复的作用机理,对将来IL-22应用于肠炎治疗具有一定的参考意义。