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Psoriasis and the Immune System——Cell Based Solution

一、皮肤免疫背景介绍

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二、银屑病相关机制及热点研究目标

在银屑病中,角质层(表皮的最外层)的细胞堆积异常,导致鳞片的形成,表皮的颗粒层明显减少。表皮网相当拉长,真皮中的血管增大。虽然正常皮肤中含有显著数量的驻留和运输免疫细胞(并且是一种具有免疫能力的器官),但在银屑病病变中,白细胞数量显著增加,许多免疫相关通路被激活。

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1)角质形成细胞产生的趋化因子同时作用于先天免疫系统和获得性免疫系统,刺激DC、中性粒细胞、其他先天介质、T细胞。

2)角质形成细胞还释放细胞因子和生长因子,导致基因表达的改变和再生增生,并诱导T细胞在角质形成细胞上的粘附分子。免疫系统来源的细胞因子反过来又作用于角质形成细胞,从而诱导炎症基因或增加增殖。

3)同时,牛皮癣的遗传基础是复杂的,有10个或更多的易感位点,这些可能与作用于皮肤和/或免疫系统的各种环境因素相互作用。

 

三、银屑病热点方法学及文献分享

1、单细胞测序Single cell transcriptional zonation of human psoriasis skin免疫细胞图谱

单细胞测序能提供什么?

单细胞RNA测序(scRNA-seq)在检测罕见细胞群、识别细胞间的相互作用、重建皮肤细胞轨迹、皮肤的空间转录组映射以及开发更精确的医疗工具以更好地预测患者特异性药物反应方面特别有用。未来的趋势涉及细胞间的通信、皮肤细胞的轨迹、皮肤的空间转录组映射,以及这些疾病中的精确药物。

 

案例:将单细胞RNA和TCR测序应用于皮肤活检和匹配的特应性皮炎和银屑病患者的血液样本。

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分别发现了特应性皮炎和银屑病中疾病特异性的Th2/Th22和Th17/Tc17亚群,并将它们的数量与两种疾病的严重程度评分相关联。

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为了比较特异性皮炎AD和银屑病PS中的皮肤浸润和循环免疫细胞,文献案例从每种疾病的10名成年患者的全血和4 mm穿刺活检中收集了DNA和PBMCs。招募患者包括轻度、中度、重度局部症状,并以局部SCORAD(局部特应性皮炎)或局部PASI(银屑病面积和严重程度指数)评分。

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(C) UMAP可视化显示AD和PS中PBMCs的细胞簇;B、B细胞、IFN、干扰素、mDC、髓系树突状细胞、单核细胞、NK、自然杀伤细胞;NKT、自然杀伤T细胞;pDC,浆细胞样树突状细胞;T,T细胞;中医,中央记忆T细胞;TEM,效应记忆T细胞。

(D) UMAP可视化描绘了从AD和PS患者的皮肤组织中提取的细胞簇。通过UMAP可视化显示了皮肤样本中单核细胞(E)和T细胞(F)的亚簇。

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特应性皮炎(AD)和银屑病(银屑病PS)不同严重程度组中t细胞亚群的组成和功能。

 

2、细胞因子定量检测

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1)激活STAT或NF-κB转录因子(参与放大炎症反应)的关键细胞因子包括TNFs、淋巴毒素(LT)、IL-1、IL-17、IL-20、IL-22和IFN、以及活化的DC分泌的IFN-α、IL-20、IL-12和IL-23。

2)T细胞通过IL-12或IL-23激活,导致T细胞来源的炎症细胞因子的合成

3)TGF-β、IL-1、IL-6和IL-20可能作为角质形成细胞自分泌和/或旁分泌生长因子

 

案例:

使用流式CBA法检测银屑病和用不同处理的PBMC中的因子(IFN-γ/IL-17/TNF-a/IL-10/IL-6)

 

实验workflow

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用抗TNF或甲氨蝶呤处理可下调培养上清液中细胞因子的产生。

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结论1:不同患者组之间上清液中的 IFN-γ 和 IL-17 水平没有显着差异(A/B)

结论2:与未刺激的相比,只有对照组在刺激时显示出 IFN-γ 和 IL-17 的显着上调(A/B)

结论3:与健康对照个体相比,WT、MTX和IB在刺激后产生的 TNF-α 显着降低(C)

结论4:刺激后,MTX和IB的 IL-10 水平显着低于健康对照受试者。仅在对照组中, 刺激能够诱导 IL-10 的显着产生(D)。

结论5:与健康对照相比,MTX和IB的 IL-6 水平显着降低,未经任何治疗的患者在 刺激后显示出 IL-6 的显着上调 (E)。

 

3、免疫平衡检测immune cell balance

 

银屑病中的角质细胞

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1)银屑病的起始阶段:角质形成细胞可被初始触发器刺激,应激的角质形成细胞释放自我核苷酸和抗菌肽,激活pDCs和mDCs。

2)在细胞因子刺激后,活化的角质形成细胞从炎症浸润、表皮增生、先天免疫、组织重组等方面影响银屑病的病理。

 

该如何检测这些免疫细胞分型呢?

案例:Workflow

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配色方案:

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机体免疫情况的评估文献案例:

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Reference:

1.Nestle FO, et al. Nat Rev Immunol. 2009 Oct;9(10):679-91.
2.Quaresma JAS. Clin Microbiol Rev. 2019 Jul 31;32(4):e00034-18.
3.Gudjonsson JE, et al. J Allergy Clin Immunol. 2020 Jul;146(1):8-16.
4.NATURE|Vol 445|22 February 2007|doi:10.1038/nature05663
5.Cellular & Molecular Immunology (2012) 9, 302–309; doi:10.1038/cmi.2012.15; published online 18 June 2012.
6.Biomarkers of systemic treatment response in people with psoriasis: a scoping review, British Journal of Dermatology, 10.1111/bjd.21677, 187, 4, (494-506), (2022).
7.Gao et al. Cell Death and Disease (2021) 12:450 .https://doi.org/10.1038/s41419-021-03724-6
8.Single-cell profiles reveal distinctive immune response in atopic dermatitis in contrast to psoriasis DOI: 10.1111/all.15486.
9.NATURE|Vol 445|22 February 2007|doi:10.1038/nature05663
10.Furiati, S.C., Catarino, J.S., Silva, M.V. et al. Th1, Th17, and Treg Responses are Differently Modulated by TNF-α Inhibitors and Methotrexate in Psoriasis Patients. Sci Rep 9, 7526 (2019). https://doi.org/10.1038/s41598-019-43899-9.
11.Cell Death and Disease (2022) 13:81 ; https://doi.org/10.1038/s41419-022-04523-3
12.Cellular & Molecular Immunology (2012) 9, 302–309; doi:10.1038/cmi.2012.15; published online 18 June 2012.
13.Nat Commun 7 , 13581 (2016)。https://doi.org/10.1038/ncomms13581.
14.DOI: 10.1002/cyto.a.23853Published 2019. This article is a U.S.Government work and is in the public domain in the USA.
15.DOI: 10.1002/eji.202250004