引言
特应性皮炎 (AD) 是一种慢性炎症性皮肤病,不仅在人类中常见,也是犬类的高发疾病。其病因复杂,与免疫过敏、皮肤屏障缺陷及微生物失衡等因素密切相关。为了更好地模拟人类特应性皮炎发作机制、推动新型治疗策略的开发,建立与人类AD高度相似的动物模型成为研究热点。近日,美国乔治亚大学Franc Banovic团队在 Veterinary Sciences 发表研究,基于IgE介导的皮内注射方法建立了犬类急性过敏反应模型,并通过转录组测序技术 (RNA-seq) 系统揭示其炎症与瘙痒相关基因表达谱,同时将其与人类AD急性病灶的表达特征进行比较。
图1. 6小时 (a) 和24小时 (b) 抗卡因-IgE反应与自发性人类特应性皮炎急性皮损之间差异表达基因 (DEGs;-1.5 ≥ FC ≥ 1.5,FDR < 0.05) 的斯皮尔曼秩检验。每个点代表自发性人类特应性皮炎研究与6小时 (a) 和24小时 (b) 抗甘氨酸-IgE反应之间共有的DEG。图中的线是一条拟合的loess曲线,通过斯皮尔曼秩检验与DEG的高度单调关系相对应。
研究设计与方法
在本研究中,研究团队通过构建犬只的IgE介导急性皮肤病灶模型,并对比正常皮肤与对照处理,利用转录组测序技术深入解析了炎症反应过程中基因表达的变化特征。
主要发现与数据解析
分析结果显示,IgE介导的急性皮肤病灶中存在多条免疫信号通路的活化。在第6小时与第24小时两个时间点,病灶组织均显著上调了多种促炎因子与瘙痒相关基因的表达。其中包括白细胞三烯B4 (LTB4)、白细胞介素1β (IL-1B)、PTX3、CCL2、IL-6、IL-8及IL-18等经典炎症因子,显示出典型的炎性风暴反应。与此同时,与T辅助细胞 (Th) 亚群相关的信号也被显著激活,Th1/IFN-γ通路 (如STAT-1、OASL、MX-1、CXCL10、IL-12A) 与Th2型通路 (IL-4R、IL-5、IL-13、IL-33、POSTN) 均同步上调,伴随Th2趋化因子CCL17与CCL24的升高,反映出多极性免疫轴 (Th1、Th2、Th17) 同时活跃的免疫特征。这一结果支持了该模型能够全面模拟人类AD中典型的免疫失衡状态。
为了进一步解析这些转录改变涉及的功能通路,研究团队使用富集分析工具对差异表达基因进行信号通路注释。结果表明,JAK-STAT信号通路、组胺信号传导、IL-4和IL-13介导的炎症级联反应显著激活,提示这些通路可能是驱动皮肤炎症与瘙痒反应的核心机制。在对人类AD急性病灶表达谱的对比分析中,研究者选取先前已公布的公开数据集进行Spearman相关性计算。结果显示,犬IgE模型第6小时样本与人类AD样本间的转录表达模式呈中度正相关 (r = 0.53),而24小时样本也保有一定相关性 (r = 0.47),说明该模型在分子水平上高度拟人,具有良好的类比基础。
研究进一步指出,该模型不仅在临床病变表现与组织病理形态上高度重现自然发生的特应性皮炎,还首次通过系统转录组数据证实其在免疫机制层面的拟人性,尤其适用于研究AD发作初期的免疫失调与潜在靶点。值得注意的是,这一模型显示出Th1、Th2和Th17多种炎症轴的共激活,与人类急性AD病灶的“多通路失衡”特征一致,有望为新一代靶向免疫治疗 (如JAK抑制剂、IL-4/13拮抗剂) 提供先导验证平台。
研究总结
在总结中,作者认为本研究首次明确了犬IgE诱导模型的转录组特征,验证了其作为人类特应性皮炎类模型的科学有效性。这不仅为理解急性AD的免疫发病机制提供了关键线索,也为未来新型抗炎抗瘙痒药物的研发建立了可重复、可量化、可验证的实验平台。研究团队建议在后续工作中进一步引入慢性模型、探索皮肤微生态与屏障蛋白变化,同时可拓展至其他犬种以检验模型的广泛适用性。
综上所述,该研究不仅建立并验证了一种可高度模拟人类特应性皮炎发作机制的犬类实验模型,更首次揭示了IgE介导急性皮损的多轴免疫应答特征及其与人类AD之间的分子相似性。这一成果为跨物种皮肤免疫研究架起桥梁,同时也为新型精准治疗策略的转化应用提供了科学支撑。
阅读英文原文:https://www.mdpi.com/2699544
期刊主页:https://www.mdpi.com/journal/vetsci
Veterinary Sciences 期刊介绍
主编:Patrick Butaye, Ghent University, Belgium; City University of Hong Kong, China
发表与兽医科学领域相关的原创研究文章、评论、通讯和简短说明,主题包括动物疾病、紊乱和损伤的预防、诊断和治疗。
2024 Impact Factor:2.3
2024 CiteScore:3.5
Time to First Decision:21.1 Days
Acceptance to Publication:2.7 Days
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