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黏膜组织时刻暴露于各种环境刺激之中，其特异性免疫反应的微调控是维持组织稳态的关键。在黏膜表面，上皮细胞提供结构屏障和免疫防御系统，如果上皮细胞反应失调，可导致疾病发生。目前屏障上皮细胞在感染、炎症和/或病原体扩张状态下，免疫反应的机制尚不完全清楚。2024年4月，《Cell immunity》杂志上发表了一篇题为“Epithelial-derived interleukin-23 promotes oral mucosal immunopathology”的文章，在这项研究中，研究者发现上皮源性白介素-23（IL-23）是口腔黏膜疾病牙周炎的致病触发因子，在机制上，牙周炎微生物组的鞭毛微生物以Toll样受体5（TLR5）受体依赖的方式诱导上皮IL-23表达。

研究者对健康人（HC），严重慢性牙周炎（CP）和白细胞粘附缺陷1型（LAD1）牙周炎患者的口腔黏膜组织进行比较，RNA-seq主成分分析（PCA）揭示了CP、LAD1和HC存在差异。与HC相比，LAD1组中与中性粒细胞趋化性、IL-23产生和IL-17信号传导相关的炎症途径基因表达上调，如IL-23A、IL-17A、IL-17F、CXCL1和CSF3。原位杂交结果显示，IL-23A mRNA在CP和LAD1患者的牙龈组织上皮和上皮下区域均有表达，在HC中未检测到表达。HC和LAD1患者的牙龈组织单细胞测序显示上皮细胞内IL-23A表达，LAD1的表达高于HC。IL-23A的免疫荧光染色显示，在CP和LAD1组织中，IL-23A在牙缝上皮细胞区域均有表达。总的来说，这些数据表明IL-23A在CP和LAD1牙周炎的牙缝上皮区域表达。（见图1）

研究者在牙周炎（LIP）模型中，发现Il23a^{- /-}小鼠在疾病诱导后可防止牙周骨破坏和降低Il17a的表达量，Il6^-/-和Il1r1^-/-小鼠不能防止牙周骨丢失。在诱导LIP 24小时后，Il23a在造血（CD45⁺）和非造血（CD45^-）细胞中的表达上调。在CD45⁺划分中，IL-23A⁺细胞大多数是髓系（CD11b⁺）细胞，单核细胞和巨噬细胞（CD45⁺ CD11b⁺CD11c^low-med Ly6G^-Ly6C^low-highSSC^low）。在CD45^-划分的上皮细胞（EPCAM⁺）、内皮细胞（CD31⁺）和成纤维细胞（CD90⁺）发现，Il23a仅在上皮细胞LIP诱导后显著上调。IL-23A蛋白的免疫荧光染色显示，LIP后24小时口腔上皮内IL-23A阳性染色显著增加。总的来说，这些数据揭示了实验性牙周炎中上皮IL-23A的上调，与人类常见病和遗传性疾病的观察结果一致。（见图2）

为了确定非造血细胞来源的IL-23A介导实验性牙周炎的病理。研究者通过对CD45.2 B6和先天性CD45.1小鼠进行骨髓移植（BMT），确定牙龈组织造血细胞。研究人员用Il23a^+/+和Il23a^-/-小鼠培养BM嵌合小鼠，发现将Il23a^+/+ BM移植到Il23a^-/-受体小鼠中，可以显著防止牙周骨流失。接着研究了牙周炎中IL-23的诱导机制。将小鼠置于广谱抗生素（ABX）方案（多利培南、万古霉素和新霉素）中培养2周后用LIP处理2、24和120小时，发现ABX处理减少了微生物数量，与正常对照相比，ABX处理小鼠对牙周骨破坏具有保护作用，ABX处理降低了LIP后口腔黏膜组织中Il23a和Il12b的表达。在实验模型的后期时间点，Il23a表达的减少导致Il17a的减少，这与IL-23作为IL- 17相关反应的上游触发器的作用一致。（见图3）

研究人员从小鼠口腔组织中分离出原代上皮细胞并进行体外培养。口腔上皮细胞用LIP微生物组处理后可诱导IL23a和IL12b表达上调，导致IL-23（p19/p40）异源二聚体细胞因子的产生。口腔上皮细胞用TLR4的配体LPS和TLR5的配体鞭毛蛋白处理后会导致IL23a mRNA表达上调，并在培养上清中产生IL-23异源二聚体细胞因子。TLR5^-/-小鼠口腔上皮细胞中的Il23a表达降低，表明疾病微生物组中的TLR5配体促进IL-23的上调。为了确定LIP疾病微生物组中可能与IL-23触发有关的潜在候选微生物，研究者进行16S rRNA测序，表明铜绿假单胞菌是丰富种类中唯一的革兰氏阴性和鞭毛微生物，用抗生素处理时可降低LIP诱导的牙周炎处铜绿假单胞菌的数量。（见图4）

通过对健康、CP患者和LAD1牙周炎患者的龈下菌斑样本进行宏基因组测序。研究者在LAD1 和 CP患者中发现多种革兰氏阴性和/或活动菌种，包括革兰氏阴性牙周病原体牙龈卟啉单胞菌。铜绿假单胞菌在LAD1微生物组中富集超过100倍。UniRef90基因簇的分析显示，与HC相比，LAD1和CP的牙周炎群落明显不同，鞭毛相关基因的多样性更高，LAD1和CP中常见和独特的鞭毛相关基因均上调。总的来说，通过16S rRNA和宏基因组测序方法，研究者确定了CP和LAD1牙周炎中牙周炎相关微生物组中存在的可移动物种。荧光原位杂交（FISH）也证实了LAD1相关鞭毛微生物铜绿假单胞菌的存在。这些数据说明铜绿假单胞菌是牙周炎实验的微生物候选者。（见图5）

研究人员发现与假单胞菌LPS相比，鞭毛假单胞菌显著促进IL-23A、IL-12B和IL-23异源二聚体表达量上调。沙门氏菌和鞭毛假单胞菌均诱导MAPK信号通路（p-JNK、p-ERK1/2和p-p38）的激活以及NF-kB p65以时间依赖性的方式从细胞质转运到细胞核。鞭毛素诱导的IL-23A mRNA表达在p38抑制剂的存在下被抑制，但JNK或ERK1/2途径的抑制剂不被抑制。这些结果表明鞭毛蛋白通过典型的TLR5信号通路触发IL- 23A表达。（见图6）

为了确定IL-23A在疾病中是否在上皮内差异表达，研究者对已发表的数据进行分析，肺综合细胞图谱的分析显示，IL-23A在健康人群中多个肺上皮亚群中表达，在肺癌的恶性细胞中表达增加。在COVID-19感染的情况下，在多个肺上皮亚群中也检测到IL-23A。在克罗恩病中，观察到IL-23A在特定上皮亚群中的表达与健康相比有所增加。在银屑病中，与健康组相比，上皮细胞内IL-23A的表达增加。这些分析的结果表明上皮IL-23在不同屏障部位的稳态免疫和炎症疾病中具有更广泛的作用。（见图7）

总的来说，这篇文章说明鞭毛性牙周炎相关微生物群(如铜绿假单胞菌)以TLR5依赖的方式触发口腔上皮细胞中IL-23的上调，揭示了上皮来源的IL-23在口腔黏膜疾病触发中的作用。

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