维生素A缺乏诱导Ⅱ型固有淋巴样细胞增生和激活加重哮喘类疾病的细胞和分子学机制研究

Asthma is a major threat in public health. Despite the extensive experimental and human studies that have been done to investigate the mechanisms of asthma, more work is still required to fully understand it. Our previous work about the dysfunction of immune system resulted from malnutrition showed that vitamin A deficiency exacerbate lung inflammation in a mouse asthma model. But the underlining mechanisms is still largely unknown. Recently discovered type 2 innate lymphoid cells (ILC2s) had already been shown to be able to mediate asthmatic reactions independent of T helper cells. The purpose of this study is to investigate the mechanism of how vitamin A deficiency exacerbate asthmatic lung inflammation as well as the role of ILC2s and mast cells in it. This study will include in vivo, in vitro and human studies. This study will provide further insides into the mechanism of asthmatic diseases and provide further laboratory and clinical evidence for the improving of treatment and diagnosis of asthmatic diseases.

哮喘属呼吸系统常见病，严重威胁人类健康，但其发病机制尚不完全清楚。研究表明，营养不良会削弱机体的免疫系统并产生代偿性的免疫应答。申请人前期研究发现，维生素A缺乏促进了哮喘小鼠模型中Ⅱ类细胞因子的产生和其介导的Ⅱ型免疫应答，加重哮喘疾病的炎症程度，但其作用机理尚不明确。而新近发现的Ⅱ型固有淋巴样细胞（ILC2s）作为辅助性T细胞非依赖性途径可能在加重哮喘发生中起到重要的作用。本研究拟采用动物实验、细胞实验及人群研究相结合的方法，探讨维生素A缺乏前提下诱导增生的ILC2s在哮喘炎症加重中的作用和机制，分析维生素A缺乏激活哮喘发生中主要效应细胞肥大细胞与ILC2s的相互作用机理，进一步阐明哮喘的发病机制，证实维生素A缺乏与哮喘发病的直接联系，为哮喘患者早期临床诊断和干预治疗提供理论依据。

哮喘属呼吸系统常见病，严重威胁人类健康，但其发病机制尚不完全清楚。过去研究表明，营养不良会削弱机体的免疫系统并产生代偿性的免疫应答。项目负责人研究发现，维生素A缺乏促进了哮喘小鼠模型中Ⅱ类细胞因子的产生和其介导的Ⅱ型免疫应答，加重哮喘疾病的炎症程度。同时，Ⅱ型固有淋巴样细胞（ILC2s）作为辅助性T细胞非依赖性途径可能在加重哮喘发生中起到重要的作用。主要研究内容① 动物实验部分：通过膳食喂养方式建立“维生素A缺乏的Il33r-/-缺陷小鼠模型”，以及卵清白蛋白（Ovalbumin，OVA）诱导构建“Il33r-/-缺陷小鼠呼吸道哮喘模型”，证实维生素A缺乏对哮喘疾病的影响；通过对肺组织的常规病理学检查，评价维生素A缺乏对OVA诱导的野生型和Il33r-/-缺陷小鼠哮喘模型发病程度的影响；通过ELISA方法检测肺灌洗液，分析肺部细胞因子的组成与含量，证实维生素A缺乏是通过诱导Ⅱ型免疫应答加重哮喘的发病程度；通过流式细胞术分离小鼠肺组织内ILC2s，分析其分泌的细胞因子，验证其与肺组织中细胞因子的相似性，进而证实维生素A缺乏是通过促进ILC2s分泌II型细胞因子加重哮喘疾病的程度。② 细胞实验部分：骨髓来源的肥大细胞分离、培养，利用流式法检测肥大细胞表面受体的表达水平，采用甲苯胺蓝染色法确定肥大细胞的脱粒程度，确定肥大细胞是否被激活并发挥功能；使用siRNA沉默肥大细胞内基因，再与ILC2s共培养，使用免疫印迹法检测其下游信号分子表达水平，明确了ILC2s细胞激活肥大细胞诱导哮喘发生的信号通路。③ 人群研究部分：通过统计学分析，比较健康儿童与哮喘儿童中维生素A缺乏的患病率，明确维生素A缺乏与哮喘发生之间的必然联系；采用高效液相仪检测健康儿童与哮喘儿童血清中视黄醇含量，确定哮喘患儿体内维生素A水平与健康儿童的差异；利用ELISA试剂盒检测血清中IL-5、IL-13和IL-4等细胞因子表达水平，流式法检测ILC2细胞数量和表达IL-13和IL-5的表达能力，进而证实哮喘发生是由体内维生素A缺乏诱导ILC2细胞增生介导Ⅱ型免疫应答所引起。本项目顺利完成为大规模人群队列研究的开展提供前期基础数据，为哮喘患者早期临床诊断和干预治疗提供理论依据。