Активные эозинофилы регулируют защиту организма и иммунные реакции при колите

May 07, 2023

Рынок шаровых кранов из нержавеющей стали с пневматическим приводом в 2031 году. Ключевые выводы и ведущие игроки: Valworx, DynaQuip, Dixon, Gemini Valve, UNOX, SIO Fluid Equipment, Flows, COVNA, Strahman Group, Valtorc International, OMAL, VNE, Southern Valve & Fitting, Adamant Valves, Сенсорное ПО

May 19, 2023

Jul 08, 2023

Максимальная выгода и потенциал роста ключевых игроков рынка труб HDPE до 2030 года: сектор FTTx включает подробную информацию о ведущих игроках отрасли. Dutron Group, Miraj Pipes & Fittings Pvt. Ltd., Gamson India Private Limited, Nagarjuna Polymers, Apollo Pipes, Mangalam Pipes Pvt. ООО

Apr 29, 2023

Oct 10, 2023

Двигатель LB7 Duramax мощностью 1000 лошадиных сил

Отправьте запрос

ПРЕДСТАВЛЯТЬ НА РАССМОТРЕНИЕ

Oct 25, 2023

Природа, том 615, стр.

Nature, том 615, страницы 151–157 (2023 г.) Процитировать эту статью

16 тысяч доступов

6 цитат

396 Альтметрика

Подробности о метриках

За последнее десятилетие транскриптомика отдельных клеток помогла открыть новые типы и состояния клеток и привела к созданию клеточного справочника здоровья и болезней. Несмотря на этот прогресс, некоторые клетки, которые трудно секвенировать, по-прежнему отсутствуют в тканевых атласах. Эозинофилы — неуловимые гранулоциты, которые участвуют во множестве патологий человека1,2,3,4,5 — относятся к числу этих неизученных типов клеток. Гетерогенность эозинофилов и генные программы, лежащие в основе их плейотропных функций, остаются плохо изученными. Здесь мы обеспечиваем комплексное одноклеточное транскриптомное профилирование эозинофилов мыши. Мы идентифицируем активную и базальную популяции кишечных эозинофилов, которые различаются транскриптомом, поверхностным протеомом и пространственной локализацией. С помощью полногеномного скрининга ингибирования CRISPR и функциональных анализов мы выявили механизм, с помощью которого интерлейкин-33 (IL-33) и интерферон-γ (IFNγ) индуцируют накопление активных эозинофилов в воспаленной толстой кишке. Активные эозинофилы обладают бактерицидной и регуляторной активностью Т-клеток и экспрессируют костимулирующие молекулы CD80 и PD-L1. Примечательно, что активные эозинофилы обогащены собственной пластинкой слизистой оболочки небольшой группы пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника и тесно связаны с CD4+ Т-клетками. Наши результаты дают представление о биологии эозинофилов и подчеркивают решающий вклад этого типа клеток в гомеостаз кишечника, иммунную регуляцию и защиту хозяина. Кроме того, мы закладываем основу для характеристики эозинофилов при желудочно-кишечных заболеваниях человека.

Эозинофилы представляют собой гранулоциты, которые локализуются в основном в тимусе, матке, легких, жировой ткани и желудочно-кишечном тракте1. Их накопление типично для таких болезненных состояний, как аллергическое воспаление дыхательных путей, атопический дерматит, эозинофильный эзофагит и воспалительные заболевания кишечника (ВЗК)2,3,4,5. Эозинофилы ЖКТ способствуют различным гомеостатическим процессам, включая сохранение эпителиального барьера, поддержку тканевой архитектуры, поддержание популяций иммунных клеток и регуляцию местных иммунных ответов6,7,8,9. Однако их функция при воспалении кишечника неясна10. Более того, наличие функционально различных субпопуляций эозинофилов и их онтогенетические взаимоотношения остаются в значительной степени неисследованными из-за технических проблем, препятствующих их транскриптомному исследованию. Действительно, эозинофилы практически отсутствуют в атласах секвенирования одноклеточной РНК человека и мыши (scRNA-seq)11,12 и, таким образом, представляют собой слепое пятно в нашем понимании вклада, специфичного для конкретного типа клеток, в развитие заболеваний. Здесь мы восполняем этот пробел в знаниях, решая транскрипционную и функциональную гетерогенность эозинофилов на пути их развития от костного мозга (BM) до резидентных тканей и определяя их роль во время воспаления кишечника.

Минимизируя напряжение сдвига, дегрануляцию и последующую деградацию транскриптов (расширенные данные, рис. 1а), мы получили одноклеточные транскриптомы из эозинофилов, выделенных из КМ, крови, селезенки, желудка, тонкого и толстого кишечника мышей Il5-tg, штамма, который имеет высокое количество эозинофилов в тканях13 (расширенные данные, рис. 1b,c). Мы обнаружили, что 89% всех клеток широко экспрессируют настоящие маркеры эозинофилов Siglecf, Il5ra, Ccr3 и Epx (расширенные данные, рис. 1d). Кластеризация выявила пять субпопуляций, упорядоченных по траектории развития (рис. 1а, б). В КМ преимущественно присутствовали высокоциклические предшественники и незрелые эозинофилы, а циркулирующие эозинофилы преимущественно находились в крови. Две подгруппы, названные активными эозинофилами (A-Eos) и базальными эозинофилами (B-Eos), заселили ткани желудочно-кишечного тракта в разных пропорциях (рис. 1c и расширенные данные, рис. 1e).

а — Единообразная аппроксимация и проекция (UMAP) транскриптомов эозинофилов, полученных из КМ, крови, селезенки, тонкой кишки, желудка и толстой кишки мышей Il5-tg (n = 3). б — Траектория дифференцировки эозинофилов. c, Распределение подмножества по органам (% эозинофилов). г, Экспрессия генов-маркеров кластера. Полный список маркеров кластера доступен в дополнительной таблице 1. e, Top, UMAP экспрессии Cd80 и Cd274. Внизу: уровни экспрессии в псевдовремени. е: вверху: UMAP протеомных профилей эозинофилов (спектральная проточная цитометрия), выделенных из крови, селезенки, желудка, толстой и тонкой кишки. Внизу: тепловая карта средней экспрессии поверхностных маркеров в подмножествах (n = 5, B6J). ж, репрезентативные графики FACS эозинофилов A-Eos (PD-L1+CD80+) и PD-L1-CD80- в разных органах. Цифры указывают процент эозинофилов. h, Репрезентативная иммунофлуоресценция Siglec-F и CD80 в толстой кишке мыши (n = 3, B6J). Стрелки обозначают Siglec-F+CD80+ A-Eos (красный) и Siglec-F+CD80− B-Eos (зеленый). Ядра окрашены DAPI. Масштабная линейка, 20 мкм. i, Средняя интенсивность флуоресценции (MFI) CD63, SSC-A и Siglec-F в A-Eos и B-Eos толстой кишки (n = 6, B6J). Показаны медианы. Двусторонний непарный t-критерий Стьюдента. j, слева, репрезентативные изображения цитоспиновых кишечных A-Eos и B-Eos, окрашенных анти-EPX и DAPI (n = 3, Il5-tg). Масштабная линейка, 10 мкм. Справа: количественная оценка интенсивности окрашивания EPX на периферии и в центре клетки. Данные представляют собой средние значения ± стандартное отклонение. Двусторонний непарный t-критерий Стьюдента. k, соотношение активной и базальной активности в люминальной и базальной трети крипт толстой кишки (n = 3, B6J). Двусторонний парный t-критерий Стьюдента. l, Слева, соотношение активной и базальной активности в просветной и базальной трети крипт толстой кишки здорового человека (n = 5). Двусторонний парный t-критерий Стьюдента. Справа — соотношение активной и базальной активности в пробах от здоровых лиц (5 человек, 9 ядер), больных болезнью Крона (БК; 5 человек, 9 ядер) и больных язвенным колитом (ЯК; 4 человека, 8 ядер). Односторонний дисперсионный анализ. Данные представляют собой среднее значение ± стандартное отклонение. Информация о пациенте представлена в дополнительной таблице 2. На рисунках a, b, e, f точки представляют собой отдельные клетки, окрашенные в соответствии с кластерной идентичностью.

|2|) in BM-Eos treated with IL-33 and/or IFNγ (n = 4, B6J). All DEGs are listed in Supplementary Table 4. Bottom, expression of subset markers across conditions. Columns are clustered, rows are scaled. CPM, counts per million. b, Proliferation of anti-CD3/CD28-activated, CFSE-labelled naive CD4+ T cells co-cultured with BM-Eos conditioned with IL-33 and/or IFNγ (n = 4, B6J). Data are pooled from two independent experiments. Medians are shown. One-way ANOVA. c, A-Eos frequencies in mice treated with IL-33 and/or IFNγ (n = 5, B6J). Medians are shown. One-way ANOVA. d, A-Eos and B-Eos frequencies in DSS-treated B6J (n = 5) and Il33−/− (n = 4) mice. Medians are shown. Two-tailed unpaired Student's t-test. e, Frequencies of IFNγ-, IL-17- and TNF-expressing colonic CD4+ T cells from mice in d. Medians are shown. Two-tailed unpaired Student's t-test. f, Left, representative haematoxylin and eosin (H&E)-stained colonic sections of mice in d. Scale bar, 100 µm. Right, colitis score assessed by histopathological examination. Medians are shown. Two-tailed unpaired Student's t-test. g, Representative molecular cartography images of human ulcerative colitis samples. Nuclei are stained with DAPI; CD4, SIGLEC8 and CD80 RNA molecules are shown in blue, red and yellow, respectively. Scale bar, 200 µm. h, Pairwise proximity score of transcripts across slides. The score indicates the fraction of slides in which the proximity of a pair of transcripts is significantly higher than expected by chance. P values are computed using a permutation test (Methods). Treg cells, regulatory T cells. i, Mean counts per slide of CD80 and NFKB1 transcripts in the proximity (<10 µm) of SIGLEC8 transcripts spatially associated with CD4 molecules versus SIGLEC8 molecules not associated with CD4 molecules. The central line in the box plot represents the median count per slide, the lower and upper hinge correspond to the first quartiles and the whisker extends from the hinge to the smallest or largest value no further than 1.5 times the interquartile range (IQR) from the hinge. Two-sided paired Wilcoxon test (17 regions of interest (ROIs), n = 4 patients)./p>

6). To quantify the co-expression of PD-L1 and MBP, the distance of each spot in the green channel to the nearest spot in the red channel was computed. Green spots (eosinophils) with distance to red spots < 4 µm were considered as active eosinophils (co-expressing PD-L1). Green spots with distance to red spots > 4 µm were considered basal eosinophils. The active-to-basal ratio was then computed by dividing the number of active by the number of basal eosinophils in each core. For localization analysis, the active-to-basal ratio in colon crypts of human and mouse tissue was calculated in manually drawn ROIs comprising the lower (basal) or upper (luminal) thirds./p>

0.5, P adjusted < 0.05) between A-Eos and tissue eosinophils. Non-parametric Wilcoxon rank sum test (FindMarkers function in Seurat). f, Representative FACS plots of PD-L1+CD80+and PD-L1−CD80− eosinophils in HDM- or PBS-treated mice (n = 2, B6J). Numbers indicate % of eosinophils. g, Left: Gating strategy used to identify resident (rEos) and inflammatory (iEos) eosinophils as described by17. Right: quantification of PD-L1+CD80+ and PD-L1−CD80− eosinophils in rEos and iEos. Medians are shown. h, MBP and PD-L1 immunofluorescence staining of human tissue microarrays. Representative cores from a healthy individual and a patient with Crohn's disease are shown (n = 5). Scale bars, 500 µm (core overview) and 10 µm (high magnification insets)./p> 0.5, adjusted P < 0.05) of circulating eosinophils found in the colon vs in the blood of C. rodentium-infected mice. Non-parametric Wilcoxon rank sum test (FindMarkers function in Seurat). g, Single-cell fate probabilities as calculated by CellRank and summarized for each cluster as a pie chart. Arrows represent velocity flow. Cells and pie charts coloured by cluster identity. h, Top: Workflow of in vitro conditioning. Bottom: A-Eos frequencies after conditioning with increasing doses of colon CM. Input: BM-derived (n = 5, B6J), blood (n = 5, Il5-tg) and splenic (n = 5, Il5-tg) eosinophils. Medians are shown. One-way ANOVA. i, Left: EYFP+ eosinophil frequencies over time across organs after single tamoxifen pulse in Id2CreERT2;RosaEYFP mice. Data represents mean ± SD. Right: Frequency of A-Eos and B-Eos in colonic EYFP+ eosinophils at day 2 and 4 post tamoxifen injection (n = 3, Id2CreERT2;RosaEYFP). Medians are shown. Two-tailed unpaired Student's t-test. j, Antimicrobial and granulogenesis signature expression in A-Eos. k, Gene expression over common pseudotime at steady state (grey) and upon C. rodentium infection (dark red). Dots indicate single cells, coloured by organ: BM (blue), blood (yellow) and colon (red). l, Edu+/Edu− eosinophil ratio in the colon of C. rodentium-infected and control B6J (n = 5) and Il5-tg (n = 3) mice at day 4 post EdU injection. Data represent mean ± SEM. Two-tailed unpaired Student's t-test. m, Frequencies of eosinophil progenitors (gated as Live CD45+CD11b+IL5Ra+Lin-Sca1−CD34+) in C. rodentium-infected (n = 17) and control (n = 9) B6J mice. Medians are shown. Data pooled from two independent experiments. Two-tailed unpaired Student's t-test. n, MFI of CD63 in colonic A-Eos and B-Eos of C. rodentium-infected and control mice (n = 6, B6J). Medians are shown. Two-tailed unpaired Student's t-test. o, EPX immunofluorescence of sorted A-Eos of C. rodentium-infected and control mice (n = 5, Il5-tg). Nuclei are stained with DAPI. Insets show protrusions. Scale bar, 10 µm./p>

Иммуногенность секретируемого, C

Сравнительная восприимчивость к ОРВИ

Блог

Активные эозинофилы регулируют защиту организма и иммунные реакции при колите