国际免疫学顶尖杂志Immunity文章发表|德运康瑞RNA荧光原位检测技术助力心梗修复机制研究

近日,上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心张臻课题组及其合作者在国际免疫学领域顶尖杂志Immunity(IF:32.4)上发表题为“Lymphatic endothelial transcription factor Tbx1 promotes an immunosuppressive microenvironment to facilitate post-myocardial infarction repair”的研究论文。文章利用德运康瑞RNA荧光原位杂交技术探究了心梗组织空间表达特征

该工作发现,转录因子Tbx1在心梗后的心脏淋巴管内皮细胞中特异激活,其不仅促进心梗后的新生淋巴血管形成,促使淋巴管内皮细胞进入梗死区域,同时还增强了淋巴管内皮细胞的免疫抑制功能,在心梗区有效地建立了免疫抑制微环境,通过抑制自身反应性CD8+T细胞扩增并促进修复性巨噬细胞的扩增,从而帮助心梗后的修复。

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淋巴管内皮细胞转录因子Tbx1通过促进心梗后免疫抑制微环境形成来帮助心梗修复

研究背景



心脏是自身免疫的易感器官,在心脏病中自身免疫反应起着重要作用。自身免疫攻击会引起各类心脏损伤的链式反应,并可能导致心力衰竭。自身免疫疾病患者患心血管疾病的风险增加,心血管意外发生后的预后也较差。心肌梗死是一种严重危害生命健康的心血管疾病。虽然目前的治疗手段如经皮冠状动脉介入手术已经改善了心梗后的早期生存率,但心梗仍然是心力衰竭的主要原因,心梗后持续的抗心脏自身免疫在心力衰竭的发展中扮演着重要角色。关于如何限制心梗后引发的自身免疫反应,目前尚不清楚。

研究内容



本研究中,研究人员首先通过生物信息学手段筛选出Tbx1是心梗后4-7天期间激活最显著的转录因子之一。通过Tbx1LacZ报告基因以及淋巴管内皮特异标志Vegfr3染色发现,Tbx1基本表达在心脏淋巴管内皮细胞。在内皮细胞中敲除Tbx1 可导致心梗区淋巴管再生障碍,进入心梗区的淋巴管内皮细胞减少。同时,自身反应性CD8+T细胞数量显著增多,以及促修复性巨噬细胞的减少。相应地观察到梗死区炎症加重及修复变差,心功能显著恶化。


为探寻淋巴管内皮细胞Tbx1调控自身反应性CD8+T细胞的机制,团队通过富集心梗后内皮细胞进行转录组和表观遗传学分析,发现Tbx1调控两类基因表达,一类促进淋巴管生成,另一类具有重要的免疫调控功能,包括细胞因子Ccl21和表面黏附分子Icam1。Ccl21受体Ccr7在免疫耐受性树突状细胞(tDC)中特异表达,而Icam1受体Itgal在促进免疫耐受的调节性CD4+T细胞(Treg)中高表达。多重RNA荧光原位杂交显示,淋巴管内皮和tDC及CD8+T淋巴细胞在心梗区有显著的空间共定位, Tbx1缺失导致这两类细胞与淋巴管内皮细胞间距离明显增大。这些结果提示,心脏淋巴管内皮细胞在心梗区免疫抑制微环境的建立中发挥重要的枢纽作用。


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多重荧光原位杂交结果
Ubc, Ppib, Dapb为质控阴阳探针基因
Vegfr3, Cd11c, Ccr7, and Cd8a分别是淋巴管内皮、tDC及CD8+T细胞类型Marker genes


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基于多重荧光原位杂交结果进行细胞共定位关系可视化


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基于细胞定位结果进行细胞空间距离研究

总结



综上所述,该研究揭示心梗后的心脏中存在主动抑制自身免疫反应的机制。淋巴管内皮细胞在抑制自身反应性CD8+T细胞中扮演重要角色。该分子机制的发现,为研究心脏损伤修复、防止心梗后心衰发生提供了新的防治途径。TBX1剂量不足是最常见染色体微缺失综合征 — 22q11.2缺失综合征(22q11.2DS)中导致先天性心脏病的重要原因,其发病率高达1:2000。随着儿科护理的进步,成年22q11.2DS患者的人数正在逐年增加。本研究表明,该特定人群心梗预后可能更差,需要针对该危险因素开展预防性的治疗措施。


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参考文献:
Wang W, Li X, Ding X, et al. Lymphatic endothelial transcription factor Tbx1 promotes an immunosuppressive microenvironment to facilitate post-myocardial infarction repair [published online ahead of print, 2023 Aug 15]. Immunity. 2023;S1074-7613(23)00332-1. doi:10.1016/j.immuni.2023.07.019