系统性硬化症(systemic sclerosis,SSc)是一种罕见的自身免疫病,特征性的表现为皮肤和内脏器官的纤维化以及微血管病变。目前,有研究发现遗传易感性、环境因素(病毒感染、药物、化学物质如硅等)、女性激素、细胞及体液免疫异常等因素在SSc发生发展中起重要作用。但其具体发病机制仍不明确,导致缺乏有效治疗方法。
之前的研究表明SSc中多种类型的T细胞,包括Th2,Th17,Th1,Th22 CD8+ T细胞都能够参与致病过程。然而,在SSc病变中T细胞亚群定量以及浸润性T细胞的表型和T细胞在发病机制中的确切作用仍然缺乏信息。
来自美国哈佛大学Shiv Pillai团队在知名期刊Journal of clinical investigation(IF=)发表文章,文中大量使用组织流式定量分析方法检测一系列浸润细胞。发现表达颗粒酶的CD8+ T细胞和CD4+细胞毒性T细胞是SSc病变中最显著的T细胞,其通过靶向杀伤内皮细胞以及分泌IL1β等促炎因子导致组织重塑的过度活跃,从而引发血管病变和组织纤维化。
实验部分
01
首先,作者对35位系统性硬化症患者的皮肤进行CD3+ T细胞和CD19+ B细胞免疫荧光染色,通过 TissueGnostic 公司的TissueFAXS扫描系统对其进行拍摄,利用TissueQuest分析系统定量浸润T细胞与B细胞的百分比,发现T细胞的浸润要高于B细胞,之后作者将目光对准T细胞,利用TissueQuest分析系统对比每一位患者中CD4+与CD8+ T细胞的比例。
02
然后,对35名未经治疗的患者的皮肤中的CD4+ T细胞亚群进行分析,包括细胞毒性T细胞CTL(CD4,GZMA,DAPI),Th2细胞(CD4,GATA3,DAPI)和其他类T细胞。利用TissueQuest分析系统精准计算35位患者和对照组中上述三种T细胞亚群占T细胞的比例和具绝对的细胞数量,得出大部分系统性硬化症患者中CD4+细胞毒性T细胞占比最高。
03
为了探讨CD4+细胞毒性T细胞靶向作用的可能性,作者检测患者组织中的的凋亡信号(cCasp-3,DapI),再次利用TissueQuest分析系统对35位患者和10位正常人皮肤组织中cCasp-3阳性比例进行对比,同时获得凋亡细胞的绝对数量,得出无论是在比例上还是绝对数量上,系统性硬化症患者中的凋亡都要强于正常人。
04
进一步的研究表明,系统性硬化症患者中的凋亡主要来源于内皮细胞。在这一结果的证明中,作者使用多色染色标记分析CD4+细胞毒性T细胞(CD4,GZMA,cCasp-3)与内皮细胞(CD31)空间位置关系,发现浸润性CD4+ CTL常常分布在内皮细胞周围,其中一些内皮细胞正在发生凋亡,胞浆中可见GZMA,这表明内皮细胞可能代表CD4+ CTL定向的细胞毒性靶点。
文章的最后对CD4+ CTL进行了转录组的分析,从转录水平上分析与细胞毒性、代谢活性和组织重塑相关的基因的变化,并使用CTLA-Ig(能过阻断T细胞活化)治疗患者,4例患者中有3例组织浸润的CD4+
CTL明显下降,得出持续的T细胞活化似乎是早期弥漫性SSc的一个特征。
因此,针对CD4+ CTL可能是治疗这类疾病的重要靶点。这篇文章使用了大量的免疫荧光染色及利用TissueQuest分析系统实现数据的精准定量分析,为文章的数据获得提供了强有力的支持!