食管ILC2s通过AREG-EGFR信号介导嗜酸性食管炎中的异常上皮重塑

2025-01-08 Wed
《食管ILC2通过AREG-EGFR信号介导异常上皮重塑在嗜酸性粒细胞性食管炎中的作用》研究综述背景简介嗜酸性粒细胞性食管炎（Eosinophilic Esophagitis，EoE）是一种近年来发病率显著增加的慢性过敏性疾病，其主要特征为嗜酸性粒细胞（eosinophils）浸润和食管上皮增厚，严重影响吞咽功能。这一疾病表现出独特的病理特征，包括基底细胞（basal cells）过度增殖、上皮肥厚与纤维化等，并明显改变了食管的形态和功能。EoE的病理特性此前被认为主要由适应性免疫系统，特别是辅助性T细胞2型免疫反应（Th2）驱动。然而近年来，关于ILC2（第二型固有淋巴细胞，Group 2 Innate Lymphoid Cells）的研究逐渐揭示了其在2型炎症中的重要作用。ILC2由趋化因子和报警素（alarmins）激活，如IL-25、IL-33等，并产生多种细胞因子（如IL-4、IL-5、IL-13）及氨基酸调节因子Amphiregulin（AREG）。这些分子调控上皮细胞增殖和分化，对黏膜屏障的维持至关重要。
尽管ILC2在气道病理生理学中如过敏性哮喘的作用已有较深入的研究，其在EoE中具体如何发挥作用目前仍不清楚。ILC2可能通过其分泌的AREG与EGFR（表皮生长因子受体）结合，促进上皮重塑，并加剧疾病进程。因此，本研究旨在探索ILC2是否通过AREG-EGFR信号驱动食管异常上皮重塑，为EoE的治疗提供新的靶点。
研究来源该研究由Minyeong Lim及合作者完成，作者分别来自首尔国立大学医学实验室、淑明女子大学生命科学研究所、济州国立大学医学院病理学系、汉阳大学医学院病理学系等多个韩国知名研究机构。文章发表于2025年《Cellular & Molecular Immunology》期刊，初稿于2024年5月提交，并于同年12月在线发表。通讯作者为Hye Young Kim。
研究流程与方法a. 研究流程与操作研究使用了多种实验证据，包括动物模型、体外实验和患者样本分析，具体描述如下：
ILC2特性与分布的分析：
通过流式细胞术对健康小鼠食管和肺组织中ILC2进行了计数和表型分析，结果发现ILC2在食管中的频率显著高于肺部。
在健康人类食管及患有EoE的患者食管组织中采用免疫荧光标记CD3e-、KLRG1+的ILC2，检测到EoE患者食管中ILC2显著增多，而健康人群和GERD患者（胃食管反流病）中的ILC2相对稀少。
IL-33诱导的小鼠EoE模型验证：
在小鼠中通过经鼻吸入重组IL-33（rmIL-33）诱导急性及慢性EoE模型，小鼠表现出嗜酸性粒细胞浸润、基底细胞增生和上皮增厚等特征。
在Rag1 knock-out及Rag2/IL2rg双敲除小鼠中，发现ILC缺失缓解了因IL-33诱导的上皮病理变。
用红色荧光蛋白（tdTomato）标记IL-5表达，以研究ILC2对IL-33刺激的反应，结果表明活化ILC2在食管中聚集并靠近上皮层。
AREG与EGFR信号的作用确认：
在IL-33诱导的模型中，分析AREG表达并确认其主要由KLRG1+ ILC2分泌。进一步通过免疫组织化学证实，AREG结合EGFR后在上皮中激活磷酸化信号途径，促进基底细胞增殖。
在体外实验中，使用人类食管上皮细胞系（CP-A和HET-1A）进行实验，AREG显著诱导EGFR磷酸化及下游AKT和ERK信号激活，从而促进细胞增殖；EGFR抑制剂Erlotinib完全阻断了信号通路，抑制了增殖现象。
将重组AREG注入正常小鼠也导致与EoE相似的表型，进一步验证了AREG的关键作用。
治疗潜力评估：
针对EoE小鼠模型分别使用Erlotinib和抗AREG的中和抗体治疗，观察到上皮层增厚显著减少，嗜酸性粒细胞浸润也有所缓解。
将初级分离的ILC2与基底细胞共培养的3D类器官培养实验，明确ILC2通过分泌AREG促进了基底细胞增殖，该效应在加入抗AREG抗体或EGFR抑制剂后被完全抑制。
人类样本验证：
分析EoE患者单细胞RNA测序数据发现，ILC2是AREG主要来源细胞。进一步对患者组织切片免疫荧光染色，发现活化的ILC2（KLRG1+）、AREG及EGFR均在EoE患者组织中显著表达。
b. 研究结果食管ILC2在EoE病理状态下显著增多，并聚集于上皮层边界。
小鼠实验表明，ILC2通过分泌AREG与EGFR结合，激活下游信号通路，造成基底细胞异常增生及上皮增厚。
体外实验和药物干预进一步证实，ILC2与AREG-EGFR轴是EoE上皮病理改变的重要驱动因素。
临床样本分析表明，ILC2参与食管异常重塑的机制在小鼠和人类中具有一致性。
c. 研究结论与意义该研究揭示了ILC2通过AREG-EGFR信号调控食管上皮病理变化的机制，为EoE的发病机制提供了全新认识。治疗EoE不仅可以针对传统的2型炎症途径，还可通过阻断AREG或EGFR信号达到抑制上皮重塑的效果。这一发现为未来设计精准治疗EoE提供了潜在靶点，可能在其他相关过敏性疾病的治疗中也具有重要参考价值。
d. 研究亮点与新意突出了ILC2在食管免疫中的功能，并首次系统性地揭示其在EoE中的病理作用。
提供了明确的分子机制，即ILC2通过AREG-EGFR信号轴介导基底细胞增生。
提出并验证了AREG和EGFR信号抑制剂在EoE治疗中的潜力，为治疗方案开发提供了新视角。
e. 其他相关信息研究进一步通过动物模型、人类样本和单细胞多组学分析验证了寒带ILC2-AREG-EGFR这一研究核心通路的广泛适用性。未来的跨物种研究或许能够利用这一通路的调控方式干预其他炎症性和上皮相关疾病。
总结通过详尽的实验研究和多重检测手段，该研究首次确立了ILC2通过AREG-EGFR信号调控食管上皮异常重塑在EoE发病中的关键作用。这一发现为理解食管免疫与上皮相互作用提供了新框架，也昭示了以AREG和EGFR为靶点的精准治疗潜力。研究填补了当前关于ILC2及其分泌因子在食管疾病中作用认识的重大空白，为推动EoE乃至其他相关疾病的管理与治疗提供了重要的数据依据和理论支持。