研究快报 Open Access
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世界华人消化杂志. 2015-03-18; 23(8): 1290-1297
在线出版日期: 2015-03-18. doi: 10.11569/wcjd.v23.i8.1290
IL-22对肠上皮细胞肠三叶因子的调控作用
林雪, 刘之枫, 丁玉华, 王帆, 潘华勤, 李瑾
林雪, 刘之枫, 丁玉华, 王帆, 潘华勤, 李瑾, 武汉大学中南医院消化内科 湖北省肠病医学临床研究中心 肠病湖北省重点实验室 湖北省武汉市 430071
丁玉华, 新疆维吾尔自治区职业病医院内三科 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830091
林雪, 在读硕士, 主要从事炎症性肠病的基础与临床研究.
基金项目: 武汉大学自主科研基金资助项目, No. 301270059.
作者贡献分布: 此课题由李瑾设计; 细胞培养与PCR检测由王帆、林雪、潘华勤及丁玉华完成; 数据分析由林雪、刘之枫、王帆及丁玉华完成; 论文写作由林雪、刘之枫及丁玉华共同完成.
通讯作者: 李瑾, 主任医师, 430071, 湖北省武汉市武昌区东湖路, 武汉大学中南医院消化内科, 湖北省肠病医学临床研究中心, 肠病湖北省重点实验室. lijinluyi@163.com
电话: 027-87335635
收稿日期: 2014-12-14
修回日期: 2015-01-12
接受日期: 2015-01-22
在线出版日期: 2015-03-18

目的: 研究白介素-22(interleukin-22, IL-22)对大鼠小肠上皮细胞(intestinal epithelial cells 6, IEC-6)肠三叶因子(trefoil factor family 3, TFF3)表达的影响, 并探讨其可能调控机制.

方法: 采用不同浓度的重组大鼠IL-22(recombinant rat interleukin, rrIL-22)(1、10、100 ng/mL)处理IEC-6细胞, 分别培养(12、24、48 h)后, RT-PCR法检测并比较处理前(0 h)及处理后不同时间点TFF3、信号转导及转录活化因子3(signal transducer and activator of transcription 3, STAT3)、STAT6、细胞核因子κB(nuclear factor-kappa B, NF-κB) mRNA表达变化.

结果: 1 ng/mL的IL-22干预IEC-6细胞12、24、48 h后TFF3和STAT3 mRNA与干预前(0 h)比较, 各组间差异无统计学意义(P>0.05). 10 ng/mL的IL-22干预后, 随着干预时间的延长, TFF3 mRNA表达升高(P<0.05), 但干预24 h与48 h差异不大; STAT3 mRNA表达量随时间的延长而升高, 12 h与0 h比较差异不大(P>0.05), 其余各组间比较差异有统计学意义(P<0.05). 100 ng/mL组, TFF3 mRNA表达量随时间延长而显著升高, 各组比较差异有统计学意义(P<0.05); STAT3 mRNA表达与干预时间的关系与10 ng/mL组相似. 不同浓度组共培养12 h时, IL-22浓度100 ng/mL干预后TFF3 mRNA表达量显著升高(P<0.05), 而实验中10 ng/mL干预后与1 ng/mL干预后比较表达量无明显升高(P>0.05); STAT3 mRNA表达随IL-22浓度升高差异均无统计学意义(P>0.05). 共培养24、48 h后, 随着IL-22浓度升高, TFF3 mRNA表达量显著升高(P<0.05); STAT3 mRNA表达量随IL-22浓度升高同样升高, 但100 ng/mL与10 ng/mL干预后表达量差异无统计学意义(P>0.05)而分别与1 ng/mL干预后表达量相比差异有统计学意义(P<0.05). 我们尚未能测到STAT6 mRNA表达, NF-κB mRNA表达量与处理前相比差异均无统计学意义(P>0.05).

结论: IL-22可能通过STAT3信号转导途径上调IEC-6细胞TFF3表达, 且呈明显的时间、浓度依赖性: IL-22干预的时间延长、浓度升高, STAT3和TFF3表达升高且两者升高趋势基本同步.

关键词: 白介素-22; 肠三叶因子; 炎症性肠病

核心提示: 白介素-22(interleukin-22, IL-22)可上调大鼠肠上皮细胞-6(intestinal epithelial cells 6)三叶因子(trefoil factor family 3)表达, 其可能机制是通过信号转导及转录活化因子3(signal transducer and activator of transcription 3)信号转导途径, 这可能是IL-22在炎症性肠病(inflammatory bowel disease)中促进黏膜修复、发挥黏膜保护作用的机制之一.
引文著录: 林雪, 刘之枫, 丁玉华, 王帆, 潘华勤, 李瑾. IL-22对肠上皮细胞肠三叶因子的调控作用. 世界华人消化杂志 2015; 23(8): 1290-1297
Effect of IL-22 on expression of intestinal trefoil factor in intestinal epithelial cells
Xue Lin, Zhi-Feng Liu, Yu-Hua Ding, Fan Wang, Hua-Qin Pan, Jin Li
Xue Lin, Zhi-Feng Liu, Yu-Hua Ding, Fan Wang, Hua-Qin Pan, Jin Li, Department of Gastroenterology, Zhongnan Hospital of Wuhan University, Hubei Clinical Center & Key Lab of Intestinal & Colorectal Diseases, Wuhan 430071, Hubei Province, China
Yu-Hua Ding, Department of Internal Medicine Ⅲ, the Occupational Disease Hospital of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Urumchi 830091, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
Supported by: the Self-raised Scientific Research Foundation of Wuhan University, No. 301270059.
Correspondence to: Jin Li, Chief Physician, Department of Gastroenterology, Zhongnan Hospital of Wuhan University, Hubei Clinical Center & Key Lab of Intestinal & Colorectal Diseases, Donghu Road, Wuchang District, Wuhan 430071, Hubei Province, China. lijinluyi@163.com
Received: December 14, 2014
Revised: January 12, 2015
Accepted: January 22, 2015
Published online: March 18, 2015

AIM: To investigate the effect of interleukin-22 (IL-22) on the intestinal trefoil factor (ITF/TFF3) expression in IEC-6 cells and discuss the possible mechanism.

METHODS: IEC-6 cells were treated with IL-22 at different concentrations (1, 10, or 100 ng/mL) for 12, 24, or 48 h. The mRNA expression of TFF3, signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3), STAT6 and nuclear factor-κB (NF-κB) in IEC-6 cells was measured by RT-PCR.

RESULTS: The mRNA expression of TFF3 and STAT3 in IEC-6 cells treated with 1 ng/mL IL-22 was not significantly up-regulated when incubated for 0, 12, 24 or 48 h (P > 0.05). With time increasing, the mRNA expression of TFF3 in IEC-6 cells treated with 10 ng/mL IL-22 increased and the comparison between any two time points of 0, 12, 24 and 48 h showed significant differences (P < 0.05) except the comparison between the time points of 12 and 24 h; the mRNA expression of STAT3 also increased, and there were significant differences in any two time points (P < 0.05), except between 0 and 12 h (P > 0.05). When treated with 100 ng/mL IL-22, the mRNA expression of TFF3 in IEC-6 cells showed obvious up-regulation with time increasing, and the comparison between any two time points was statistically different (P < 0.05); the relationship between the mRNA expression of STAT3 and treatment time was the same as the group of 10 ng/mL. When IEC-6 cells were treated for 12 h, the mRNA expression of TFF3 was significantly higher in the 100 ng/mL group compared with the 1 ng/mL and 10 ng/mL groups (P < 0.05), although there was no statistical difference between the groups of 1 ng/mL and 10 ng/mL; the mRNA expression of STAT3 did not show a statistical difference (P > 0.05). The mRNA expression of TFF3 in IEC-6 cells for 24 and 48 h was significantly up-regulated as the concentration of IL-22 increased, and the comparison between any two concentrations of IL-22 showed a significant difference (P < 0.05); the mRNA expression of STAT3 was also up-regulated, showing a significant difference between any two concentrations of IL-22 except the comparison between the groups of 10 ng/mL and 100 ng/mL. We could not measure the expression of STAT6 mRNA, and the mRNA expression of NF-κB did not show a significant difference among the groups (P > 0.05).

CONCLUSION: IL-22 may up-regulate the mRNA expression of TFF3 in IEC-6 cells through the STAT3 signal transduction pathway in a time- and dose-dependent fashion.

Key Words: Interleukin-22; Intestinal trefoil factor; Inflammatory bowel disease
0 引言

炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)的发病机制主要包括遗传、感染、免疫、环境. 其中, 肠黏膜免疫紊乱在IBD发病机制中处于中心地位[1]. 免疫、炎症系统可以被多种细胞因子调控, 如白介素(interleukin, IL)、干扰素(interferon, INF)等通过各种途径行使其生物功能. 近来研究[2-5]发现, IL-22除参与炎症和免疫反应外, 还显示黏膜保护作用. 另外, 肠道还合成一些控制炎症和保持上皮屏障完整性的物质, 如肠三叶因子(intestinal trefoil factor, ITF/TFF3), TFF3与IBD的发病亦明显相关, 并有望成为预防和治疗IBD的一种新途径. IL是TFF3表达的重要调节因子, 目前IL-22对TFF3表达的影响尚未见报道, 鉴于IL-22在IBD发病中起重要作用, 而TFF3有望成为应用于IBD临床防治的新途径, 本研究通过动物细胞模型, 观察IL-22对肠上皮细胞TFF3表达的影响并探讨其可能调控机制.

1 材料和方法
1.1 材料

大鼠肠上皮细胞-6(intestinal epithelial cells 6, IEC-6)购自中国科学院典型培养物保藏中心昆明细胞库, 编号: KCB200720YJ. 细胞常规培养于含10%胎牛血清(Hyclone公司)、100 U/mL双抗(Hyclone公司)、0.1 U/mL胰岛素(Sigma公司)的DMEM(高糖)培养基中, 37 ℃、50 mL/L CO2、饱和湿度培箱内培养, 选择第5-10代的细胞用于实验. 重组大鼠IL-22(recombinant rat interleukin, rrIL-22)购自美国RD公司.

1.2 方法

1.2.1 细胞分组: 实验分3组进行, 用含高中低(1、10、100 ng/mL)3种浓度rrIL-22的DMEM培养液分别干预IEC-6不同时间(12、24、48 h), 最后检测各组干预前(0 h)及干预后12、24、48 h时TFF3、信号转导及转录活化因子3(signal transducer and activator of transcription 3, STAT3)、STAT6、细胞核因子κB(nuclear factor-kappa B, NF-κB) mRNA的表达量.

1.2.2 RT-PCR法检测mRNA表达量: (1)收集处于对数生长期的细胞, 并调整细胞密度, 以细胞数1×107个/孔接种于6孔培养板内, 每孔加入DMEM培养液2 mL. 细胞培养24 h后予以换液, 弃去原培养液, 加入含终浓度为1、10、100 ng/mL的rrIL-22新鲜培养液继续培养, 培养12、24、48 h后, 分别提取总RNA, 逆转录并进行PCR扩增(操作步骤按照试剂盒说明); (2)采用GAPDH作为参照, 引物由上海生物工程有限公司合成, 引物序列及反应条件如表1; (3)配制2%的琼脂糖凝胶及0.5×TBE缓冲液, 将PCR产物和DNA Marker点样, 设置电泳仪电源电压为80 V, 电泳约40 min后, 将凝胶放入凝胶成像系统内观察并拍照, AlphaEase FC 4.0凝胶图像分析软件分析计算各目的基因与GAPDH扩增产物的光密度比值, 即为mRNA半定量结果.

表1 引物序列及反应条件.
基因序列PCR反应条件片段长度(bp)
GAPDH上游: 5'-GTCGGTGTGAACGGATTT-3' 94 ℃预变性3 min; 94 ℃变性30 s, 57 ℃退火30 s, 72 ℃延伸45 s, 25个循环; 72 ℃延伸10 min 277
下游: 5'-ACTCCACGACGTACTCAGC-3'
TFF3上游: 5'-ATGGAGACCAGAGCCTTCTG-3' 94 ℃预变性3 min; 94 ℃变性30 s, 56 ℃退火30 s, 72 ℃延伸45 s, 30个循环; 72 ℃延伸10 min 403
下游: 5'-ACAGCCTTGTGCTGACTGTA-3'
STAT3上游: 5'-CACAACCTGCGAAGAATCAAG-3' 94 ℃预变性3 min; 94 ℃变性30 s, 55 ℃退火30 s, 72 ℃延伸45 s, 30个循环; 72 ℃延伸10 min 184
下游: 5'-GCTGCTTCTCCGTCACTAC-3'
STAT6上游: 5'-GGGGACTGCTACCAGAACACT-3' 94 ℃预变性3 min; 94 ℃变性30 s, 58 ℃退火30 s, 72 ℃延伸30 s, 30个循环; 72 ℃延伸10 min 358
下游: 5'-ATCTGTGAGGAGCCATCCTG-3'
NF-κB上游: 5'-GACCAGGAAGTCAGCGAGTC-3' 94 ℃预变性3 min; 94 ℃变性30 s, 54 ℃退火30 s, 72 ℃延伸45 s, 30个循环; 72 ℃延伸10 min 176
下游: 5'-TCCAGAGGGACAGCTCTTGT-3'
TFF3: 肠三叶因子; STAT3: 信号转导与转录活化因子3; NF-κB: 核因子-κB.

统计学处理 采用SPSS17.0软件处理, 数据以mean±SD表示. 多组间比较采用单因素方差分析(One-way ANOVA), 两两比较, 方差齐则采用LSD-t法比较, 若方差不齐则采用Dunnett's C法, P<0.05为差异有统计学意义.

2 结果
2.1 各浓度组TFF3 mRNA、STAT3 mRNA表达与干预时间的关系

1 ng/mL的IL-22干预IEC-6细胞12、24、48 h后TFF3和STAT3 mRNA与干预前(0 h)比较, 各组间差异无统计学意义(P>0.05). 10 ng/mL组中, 随着干预时间的增加, TFF3 mRNA表达升高, 干预24 h与48 h差异无统计学意义(P>0.05), 其余各时间点比较差异均有统计学意义(P<0.05); STAT3 mRNA表达量随时间的增加而升高, 12 h与0 h比较差异不大(P>0.05), 其余各时间点比较差异有统计学意义(P<0.05). 100 ng/mL组, TFF3 mRNA表达量随时间增加而升高, 各时间点比较差异均有统计学意义(P<0.05); STAT3 mRNA表达与干预时间的关系与10 ng/mL组相同(表2, 3). 从实验分析结果来看, TFF3 mRNA、STAT3 mRNA表达与IL-22干预的时间有一定相关性, 即干预时间延长, 表达量升高(图1-3, 4A, B).

图1
图1 1 ng/mL组RT-PCR产物电泳结果. A: GAPDH; B: TFF3; C: STAT3; D: NF-κB. 1: 0 h; 2: 12 h; 3: 24 h; 4: 48 h. TFF3: 肠三叶因子; STAT3: 信号转导与转录活化因子3; NF-κB: 核因子-κB.
表2 不同浓度IL-22处理IEC-6后各时间点TFF3 mRNA表达水平比较 (n = 5, mean±SD).
浓度(ng/mL)时间
F值P值
0 h12 h24 h48 h
1 0.26±0.01 0.31±0.01 0.33±0.02 0.34±0.02 2.01 0.062
10 0.26±0.01 0.36±0.02a0.47±0.02acg0.52±0.03acg121.58 0.000
100 0.26±0.01 0.48±0.03agi0.62±0.04acgi0.73±0.05acegi389.05 0.000
F值 0.000 44.320 150.390 214.620
P值 1.000 0.021 0.000 0.000
P值为相应F值对应的概率.
aP<0.05 vs 0 h;
cP<0.05 vs 12 h;
eP<0.05 vs 24 h;
gP<0.05 vs 1 ng/mL组;
iP<0.05 vs 10 ng/mL组. IL: 白介素; IEC: 小肠上皮细胞; TFF3: 肠三叶因子.
图2
图2 10 ng/mL组 RT-PCR产物电泳结果. A: GAPDH; B: TFF3; C: STAT3; D: NF-κB. 1: 0 h; 2: 12 h; 3: 24 h; 4: 48 h. TFF3: 肠三叶因子; STAT3: 信号转导与转录活化因子3; NF-κB: 核因子-κB.
表3 不同浓度IL-22处理IEC-6后各时间点STAT3 mRNA表达水平比较 (n = 5, mean±SD).
浓度(ng/mL)时间
F值P值
0 h12 h24 h48 h
1 0.32±0.01 0.34±0.01 0.35±0.04 0.37±0.02 1.90 0.054
10 0.32±0.01 0.35±0.02 0.46±0.05acg0.58±0.05aceg134.05 0.006
100 0.32±0.01 0.36±0.03 0.48±0.05acg0.60±0.05aceg142.59 0.005
F值 0.000 44.320 86.240 137.680
P值 1.000 0.073 0.026 0.009
P值为相应F值对应的概率.
aP<0.05 vs 0 h;
cP<0.05 vs 12 h;
eP<0.05 vs 24 h;
gP<0.05 vs 1 ng/mL组. IL: 白介素; IEC: 小肠上皮细胞; STAT3: 信号转导与转录活化因子3.
图3
图3 100 ng/mL组RT-PCR产物电泳结果. A: GAPDH; B: TFF3; C: STAT3; D: NF-κB. 1: 0 h; 2: 12 h; 3: 24 h; 4: 48 h. TFF3: 肠三叶因子; STAT3: 信号转导与转录活化因子3; NF-κB: 核因子-κB.
图4
图4 IL-22干预后RT-PCR分析结果. A: TFF3; B: STAT3; C: NF-κB. TFF3: 肠三叶因子; STAT3: 信号转导与转录活化因子3; NF-κB: 核因子-κB.
2.2 各时间点TFF3 mRNA、STAT3 mRNA表达与IL-22浓度的关系

共培养12 h时, TFF3 mRNA在100 ng/mL的IL-22干预后表达量与10 ng/mL、1 ng/mL干预后相比均显著升高(P<0.05), 而统计结果显示10 ng/mL干预后与1 ng/mL干预后比较表达量无明显升高(P>0.05); STAT3 mRNA表达随IL-22浓度升高差异均无显著意义(P>0.05). 共培养24、48 h时, IL-22干预浓度越高, TFF3 mRNA表达量越高, 各组比较差异均有统计学意义(P<0.05); STAT3 mRNA表达量随IL-22浓度升高同样升高, 但100 ng/mL与10 ng/mL干预后表达量差异无统计学意义(P>0.05)而分别与1 ng/mL干预后相比差异有统计学意义(P<0.05)(表2, 3). 总的来看, TFF3 mRNA、STAT3 mRNA表达量均存在IL-22浓度依赖性, 即IL-22浓度越高, 表达量越高(图4A, B).

2.3 不同浓度组IL-22干预后STAT6、NF-κB mRNA表达结果

各浓度组均未能测到STAT6表达, IEC-6细胞培养12、24、48 h后NF-κB mRNA与处理前相比差异均无统计学意义(P>0.05)(表4, 图4C).

表4 不同浓度IL-22处理IEC-6后各时间点NF-κB mRNA表达水平比较 (n = 5, mean±SD).
浓度(ng/mL)时间
F值P值
0 h12 h24 h48 h
1 0.46±0.02 0.44±0.02 0.47±0.02 0.49±0.04 2.27 0.097
10 0.46±0.02 0.46±0.03 0.49±0.04 0.50±0.03 2.27 0.094
100 0.46±0.02 0.45±0.01 0.48±0.03 0.52±0.04 2.371 0.087
F值 0.000 1.912 2.007 1.832
P值 1.000 0.183 0.146 0.169
P值为相应F值对应的概率.
3 讨论

TFF3能促进黏膜重建和损伤修复, 在胃肠黏膜保护和维持黏膜屏障稳定性中起着重要作用. IL-22可以促进肠上皮细胞增殖、迁移及黏膜愈合, 并上调保护因子β防御素及黏蛋白2(mucin 2, MUC2)的表达, 增强上皮细胞紧密连接, 增强上皮屏障功能而在IBD中发挥保护作用. 已有研究[2]证实IL-22在实验性结肠炎肠黏膜中表达增加且与疾病活动度正相关, TFF3在实验性结肠炎后期黏膜修复过程中亦明显增加[6], IL-22与TFF3的表达是否有关值得进一步研究. 本研究发现IL-22可能是TFF3的重要调控因子, 通过上调TFF3表达参与黏膜修复. 实验结果显示, TFF3 mRNA表达与IL-22在总体上呈现时间、浓度依赖性, 即随着IL-22浓度升高、干预时间的延长, TFF3表达升高更为显著. 我们发现低浓度的IL-22(1 ng/mL)不能上调TFF3的表达, 而高浓度的IL-22(10、100 ng/mL)可以上调TFF3表达, 从而推测, 生理剂量的IL-22对TFF3表达可能没有影响或者影响较小, 而炎症情况下IL-22表达增加则可发挥黏膜保护及促进修复作用.

IL-22调控TFF3表达的具体机制尚未明确. 有关IL-22和TFF3两者各自的信号转导途径已有较多研究. IL-22发挥生物学效应的机制主要有STAT信号途径、JAK1和TYK2信号途径、MEK-ERK-RSK、SAPK/JNK、P38激酶的MAPK途径[7]. Brand等[5]证实, IL-22可以通过激活依赖MAP激酶的ERK1/2、Akt途径增加IEC的增殖及β-防御素的表达. Auernhammer等[8]发现IL-22可以通过STAT1/STAT3途径上调IEC细胞表达细胞因子信号抑制物3(suppressor of cytokine signaling, SOCS3). 另有相关研究[9]表明IL-22可以通过PI3-Akt途径、ERK-MAPK途径增加上皮细胞迁移及上皮损伤修复. Hommes等[10]在小鼠克罗恩病模型中, 发现IL-22通过激活SAPK/JNK途径, 从而促进肠道黏膜愈合, 使临床症状得到改善. Andoh等[11]证实IL-22可以通过NF-κB、AP-1以及MAP激酶途径上调一些炎症基因, 如: IL-6、IL-8、IL-11、白血病抑制因子的表达. Pickert等[4]应用STAT3IEC-KO小鼠模型, 证实IL-22可以通过STAT3信号途径增强结肠损伤黏膜修复. 另外, 多种细胞因子也可以通过不同的调控途径影响TFF3的表达. Blanchard等[12]发现IL-4和IL-13可以通过STAT6途径上调TFF3的表达. Dossinger等[13]证实IL-6对TFF3的表达具有双重作用, 他既可以通过C/EBPβ途径抑制TFF3的表达, 又可以通过STAT3途径明显增加TFF3基因转录. 根据上述研究, 推测IL-22可能通过STAT3、STAT6及NF-κB途径调节TFF3表达.

STAT蛋白家族参与了多种细胞因子、生长因子的信号转导, 调控人体免疫反应、炎症反应以及细胞的生长、分化等. 关于IBD患者的研究[14]均提示, 总STAT3和磷酸化的STAT3水平在UC和CD患者炎症肠黏膜中持续性高表达, 且磷酸化的STAT3升高水平与这些组织炎症损伤程度呈正相关. Dossinger等[13]研究证实, IL-6可以活化肠上皮细胞STAT3, 进而明显增加TFF3的转录. Monteleone等[3]发现相对于IL-6, STAT3的活化更依赖于IL-22, 敲除STAT3基因的小鼠, 更容易发生结肠炎, 而且这种小鼠的肠上皮细胞缺乏明显的自我修复功能, IL-22诱导结肠炎损伤黏膜处STAT3活化, 不仅促进肠上皮细胞增殖、迁移及防治细胞凋亡, 而且可以有效控制细菌在损伤黏膜处繁殖. Brand等[5]曾研究证实, 在肠上皮细胞, IL-22通过激活STAT3途径, 从而增加一些促炎性细胞因子的转录, 如IL-8和TNF-α. 本实验亦发现IL-22可以诱导STAT3在肠上皮细胞表达增加, 且基本与TFF3的表达同步增加, 从而可以推测, IL-22可能通过活化STAT3信号通路而上调TFF3表达. STAT6主要在IL-4和IL-13产生的反应中发挥作用, Blanchard等[12]研究证实, 在结肠癌细胞, IL-4和IL-13可以通过STAT6途径上调TFF3表达. 但本实验结果则显示, 在IL-22干预IEC-6细胞前后, 均未检测到STAT6表达, 其原因可能为IEC-6为正常肠上皮细胞而非癌细胞, STAT6本身在IEC-6不表达.

NF-κB是参与调控肠道免疫炎性反应的关键因子之一. 许多IBD临床治疗用药, 如糖皮质激素、5-氨基水杨酸以及细胞因子抑制剂等的药理作用均与抑制NF-κB有关[15]. 研究[11]报道, 在肠上皮细胞及结肠下成纤维细胞, IL-22可以激活NF-κB, 进而上调一些促炎因子如IL-6、IL-8、IL-11、TNF-α以及趋化因子和金属蛋白酶的产生和释放, 在IBD的致病机制中发挥重要作用. 同样, TFF3的表达也受NF-κB调节信号的影响, 如IL-1β可以通过NF-κB途径下调TFF3的表达[13]. 但本实验结果显示IEC-6细胞经不同浓度IL-22干预不同的时间, NF-κB转录水平与干预前无明显变化. 分析其原因, 可能不同来源的细胞有不同的信号通路. 而且有研究报道, IL-22的主要信号转导通路是Jak1/Tyk2/SATA3. 另外, IL-22需在特殊条件下与其异质二聚体受体复合物结合才可以激活STAT1、MAPK、NF-κB、AP-1及蛋白激酶B这些信号转导因子[16]. Teng等[17]研究证实, TFF3减轻实验性结肠炎动物模型肠道炎症的机制之一是TFF3可以下调Toll样受体4(Toll-like receptor 4, TLR4)和NF-κB的转录, 从而抑制促炎因子TNF-α的转录而减轻炎症. 由此推测, 本实验中IL-22上调TFF3表达的同时, TFF3反过来可能抑制NF-κB的表达, 从而使NF-κB的表达增加被抵消.

总之, 本实验发现IL-22可上调IEC-6细胞TFF3表达, 其可能机制是通过STAT3信号转导途径, 这可能是IL-22在IBD中促进黏膜修复、发挥黏膜保护作用的机制之一.

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肠三叶因子(intestinal trefoil factor, ITF/TFF3)能促进黏膜重建和损伤修复, 在胃肠黏膜保护中起着重要作用. 白介素(interleukin, IL)-22参与IBD保护机制, 促进肠上皮细胞增殖、迁移及黏膜愈合, 上调某些保护因子表达如β防御素等. 已有研究证实IL-22在结肠炎肠黏膜中表达升高且与疾病活动度正相关, TFF3在黏膜修复过程中明显增加, 而IL-22与TFF3的作用关系, 目前国内外尚未见报道.

同行评议者

董玉兰, 副教授, 中国农业大学动物医学院

研发前沿

随着动物实验的不断发展, 发现IL-22在IBD的肠黏膜修复中发挥积极作用, TFF3在胃肠黏膜保护和维持黏膜屏障稳定性中起着重要作用, 进一步明确IL-22与TFF3的作用关系, 有望为IBD的治疗提供新思路.

相关报道

国内外已有相关研究证实IL是TFF3表达的重要调控因子, IL-22在实验性结肠炎肠黏膜中表达增加且与疾病活动度正相关, TFF3在实验性结肠炎后期黏膜修复过程中亦明显增加, 而IL-22与TFF3的作用关系, 目前国内外尚未见报道, IL-22调控TFF3表达的具体机制尚未明确.

创新盘点

既往研究多关注TFF3与IL-4、IL-6、IL-13及IL-β的关系, 本文在此基础上对IL-22与TFF3的关系做了进一步阐述.

应用要点

本研究发现IL-22可上调IEC-6细胞TFF3的表达, 若将IL-22应用于IBD患者治疗, 可能会改善患者肠道炎症反应, 促进黏膜愈合.

名词解释

重组大鼠白介素-22(rrIL-22): 利用基因重组技术作用于大鼠获得的, 为白细胞或免疫细胞间相互作用的淋巴因子, 是白介素家族成员之一, 发挥免疫调节作用.

同行评价

文章关注了IL-22对IEC-6细胞TFF3表达的影响及可能的作用机制, 研究设计合理、方法得当, 与大多数研究关注IL-4、IL-6、IL-13及IL-β与TFF3表达的关系相比, 具有一定创新性.

编辑: 郭鹏 电编: 闫晋利

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