短链脂肪酸通过抑制白细胞介素17A和NF-κB信号通路减轻γδT细胞介导的炎症反应

doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2024.08.012

摘要/Abstract

摘要：

目的探究短链脂肪酸减轻γδT细胞介导炎症反应的作用机制。方法使用一定浓度的短链脂肪酸干预大鼠肠道来源的γδT细胞，CCK-8检测短链脂肪酸对γδT活性的影响，酶联免疫吸附测定（ELISA）检测白细胞介素17A（IL-17A）因子含量，实时荧光定量（RT-qPCR）检测IL-17A因子的表达水平，流式细胞仪分析IL-17⁺γδT细胞的比例，Western blot研究γδT细胞IL-17A和核转录因子κB（NF-κB）信号通路的影响。结果 CCK-8结果提示乙酸钠的浓度≤ 0.5 mmol/L，丙酸钠、丁酸钠和混合短链脂肪酸的浓度≤ 0.25 mmol/L对γδT细胞的增殖无抑制作用（P > 0.05）；ELISA和RT-qPCR结果显示，丙酸钠、丁酸钠及混合短链脂肪酸处理的γδT细胞IL-17A的含量较Control组均显著降低。流式细胞检测结果示IL-17⁺γδT细胞的比例在丙酸钠、丁酸钠、混合短链脂肪酸及TSA干预下均明显下降（P < 0.001）；Western blot检测发现丙酸钠、丁酸钠和混合短链脂肪酸可抑制IL-17A、IKK的表达及NF-κB磷酸化水平（P < 0.05）。结论短链脂肪酸能抑制γδT细胞IL-17A和NF-κB信号通路的激活，从而减轻机体的炎症反应。

关键词: 短链脂肪酸, γδT细胞, 白细胞介素17A, 核转录因子κB

Abstract:

Objective To explore the mechanism of short-chain fatty acids in alleviating γδT cell-mediated inflammatory response. Methods A certain concentration of short-chain fatty acids was used to intervene in rat intestinal-derived γδT cells. CCK-8 was used to detect the effect of shortchain fatty acids on γδT activity. ELISA was used to detect the content of the IL-17A， RT-qPCR was utilized to detect the expression of the IL-17A， and flow cytometry was applied to analyze the IL-17⁺γδT cell frequency. The effect of SCFAs on IL-17A and NF-κB signaling pathway in γδT cells were observed by Western blot. Results CCK-8 assay showed that the concentration of sodium acetate was less than or equal to 0.5 mmol/L， and the concentrations of sodium propionate， sodium butyrate， and mixed short-chain fatty acids were less than or equal to 0.25 mmol/L， indicating no inhibitory effect on the proliferation of γδT cells. ELISA and RT-qPCR showed that the treatment of γδT cells with sodium propionate， sodium butyrate， and mixed short-chain fatty acids significantly decreased the levels of IL-17A compared with the control group. Flow cytometry revealed a significant decrease in the proportion of IL-17⁺γδT cells under the treatment of sodium propionate， sodium butyrate， mixed shortchain fatty acids， and TSA intervention. Western blot found that sodium propionate， sodium butyrate， and mixed shortchain fatty acids could inhibit the expression of IL-17A and IKK， as well as the phosphorylation level of NF-κB. Conclusion Shortchain fatty acids could inhibit the activation of IL-17A and NF-κB signaling pathway in γδT cells， thereby alleviating the inflammatory response in the body.

Key words: short-chain fatty acids, γδT cell, IL-17A, NF-κB

中图分类号:

R392

刘槃,席德双,黄瑞,滕益霖,刘睿,曾高峰,宗少晖. 短链脂肪酸通过抑制白细胞介素17A和NF-κB信号通路减轻γδT细胞介导的炎症反应[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(8): 1088-1094.

Pan LIU,Deshuang XI,Rui HUANG,Yilin TENG,Rui LIU,Gaofeng ZENG,Shaohui. ZONG. Short⁃chain fatty acids alleviate γδT cell⁃mediated inflammatory response via inhibiting IL⁃17A and NF⁃κB signaling pathway[J]. The Journal of Practical Medicine, 2024, 40(8): 1088-1094.

图/表 7

表1

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参考文献 27

1	WANG L， YAO C Y， CHEN J Y， et al. γδ T Cell in Cerebral Ischemic Stroke： Characteristic， Immunity-Inflammatory Role， and Therapy［J］. Front Neurol， 2022， 31（13）：842212.
2	MENSURADO S， BLANCO-DOMINGUEZ R， SILVA-SANTOS B. The emerging roles of γδ T cells in cancer immunotherapy［J］.Nat Rev Clin Oncol， 2023，20（3）：178-191. doi:10.1038/s41571-022-00722-1 doi: 10.1038/s41571-022-00722-1
3	JOUDI A M， REYES FLORES C P， SINGER B D. Epigenetic Control of Regulatory T Cell Stability and Function： Implications for Translation ［J］. Front Immunol， 2022， 13：861607. doi:10.3389/fimmu.2022.861607 doi: 10.3389/fimmu.2022.861607
4	XU P， ZHANG F， CHANG M M， et al. Recruitment of gammadelta T cells to the lesion via the CCL2/CCR2 signaling after spinal cord injury ［J］. J Neuroinflammation， 2021， 18（1）： 64. doi:10.1186/s12974-021-02115-0 doi: 10.1186/s12974-021-02115-0
5	LIU L X， WANG H Y， CHEN X Y， et al. Gut microbiota： a new insight into neurological diseases［J］. Chin Med J （Engl）， 2023，136（11）：1261-1277. doi:10.1097/cm9.0000000000002212 doi: 10.1097/cm9.0000000000002212
6	LING Z X， LIU X， CHENG Y W， et al. Gut microbiota and aging［J］. Crit Rev Food Sci Nutr， 2022， 62（13）：3509-3534. doi:10.1080/10408398.2020.1867054 doi: 10.1080/10408398.2020.1867054
7	CHEN L， WANG J. Gut microbiota and inflammatory bowel diseaset ［J］. WIREs Mech Dis， 2022，14（2）：e1540. doi:10.1002/wsbm.1540 doi: 10.1002/wsbm.1540
8	FAN Y， PEDERSEN O. Gut microbiota in human metabolic health and disease ［J］. Nat Rev Microbiol， 2021， 19（1）： 55-71. doi:10.1038/s41579-020-0433-9 doi: 10.1038/s41579-020-0433-9
9	PARADA V D， DE LA FUENTE M K， LANDSKRON G， et al. Short Chain Fatty Acids （SCFAs）-Mediated Gut Epithelial and Immune Regulation and Its Relevance for Inflammatory Bowel Diseases ［J］. Front Immunol， 2019， 10：277. doi:10.3389/fimmu.2019.01486 doi: 10.3389/fimmu.2019.01486
10	NEY L M， WIPPLINGER M， GROSSMANN M， et al. Short chain fatty acids： key regulators of the local and systemic immune response in inflammatory diseases and infections［J］. Open Biol， 2023，13（3）：230014. doi:10.1098/rsob.230014 doi: 10.1098/rsob.230014
11	杨艳青，李灿委，杨自忠，等. 肠道菌群代谢物--短链脂肪酸的研究进展［J］. 实用医学杂志， 2022，38（14）：1834-1837.
12	LIU X F， SHAO J H， LIAO Y T， et al. Regulation of short-chain fatty acids in the immune system［J］. Front Immunol， 2023，5（14）：1186892.
13	RIBOT J C， LOPES N， SILVA-SANTOS B. γδ T cells in tissue physiology and surveillance ［J］. Nat Rev Immunol， 2021， 21（4）： 221-232. doi:10.1038/s41577-020-00452-4 doi: 10.1038/s41577-020-00452-4
14	CHEN D， GUO Y L， JIANG J H， et al.γδ T cell exhaustion： Opportunities for intervention［J］.J Leukoc Biol， 2022，112（6）：1669-1676. doi:10.1002/jlb.5mr0722-777r doi: 10.1002/jlb.5mr0722-777r
15	ZHONG Q， ZHOU K， LIANG Q L， et al. Interleukin-23 Secreted by Activated Macrophages Drives gammadeltaT Cell Production of Interleukin-17 to Aggravate Secondary Injury After Intracerebral Hemorrhage ［J］. J Am Heart Assoc， 2016， 5（10）：e004340. doi:10.1161/jaha.116.004340 doi: 10.1161/jaha.116.004340
16	WANG J J， ZHU N N， SU X M， et al. Gut-Microbiota-Derived Metabolites Maintain Gut and Systemic Immune Homeostasis［J］.Cells， 2023，12（5）：793. doi:10.3390/cells12050793 doi: 10.3390/cells12050793
17	ZHANG D， JIAN J P， ZHANG Y N， et al. Short-chain fatty acids in diseases［J］. Cell Commun Signal， 2023，21（1）：212. doi:10.1186/s12964-023-01219-9 doi: 10.1186/s12964-023-01219-9
18	DAI Y， WEI T， SHEN Z， et al. Classical HDACs in the regulation of neuroinflammation ［J］. Neurochem Int， 2021， 150：105182. doi:10.1016/j.neuint.2021.105182 doi: 10.1016/j.neuint.2021.105182
19	ZHANG S J， ZHAN L J， LI X， et al. Preclinical and clinical progress for HDAC as a putative target for epigenetic remodeling and functionality of immune cells［J］. Int J Biol Sci， 2021，17（13）：3381-3400. doi:10.7150/ijbs.62001 doi: 10.7150/ijbs.62001
20	代仔怡，武卫东，梁继芳，等. 短链脂肪酸平衡在脓毒症治疗中的研究进展［J］. 实用医学杂志， 2022，38（14）：1834-1837. doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2022.03.002 doi: 10.3969/j.issn.1006-5725.2022.03.002
21	BARNABEI L， LAPLANTINE E， MBONGO W， et al. NF-κB： At the Borders of Autoimmunity and Inflammation ［J］. Front Immunol， 2021， 12：716469. doi:10.3389/fimmu.2021.716469 doi: 10.3389/fimmu.2021.716469
22	CAPECE D， VERZELLA D， FLATI I， et al. NF-κB： blending metabolism， immunity， and inflammation［J］. Trends Immunol， 2022，43（9）：757-775. doi:10.1016/j.it.2022.07.004 doi: 10.1016/j.it.2022.07.004
23	SUN L， WANG L F， BETHANY B M， et al. IL-17： Balancing Protective Immunity and Pathogenesis［J］. J Immunol Res， 2023，12：3360310. doi:10.1155/2023/3360310 doi: 10.1155/2023/3360310
24	MILLS KHG. IL-17 and IL-17-producing cells in protection versus pathology［J］. Nat Rev Immunol， 2023，23（1）：38-54. doi:10.1038/s41577-022-00746-9 doi: 10.1038/s41577-022-00746-9
25	LIU C， YIN Z， FENG T， et al. An integrated network pharmacology and RNA-Seq approach for exploring the preventive effect of Lonicerae japonicae flos on LPS-induced acute lung injury ［J］. J Ethnopharmacol， 2021， 264：113364. doi:10.1016/j.jep.2020.113364 doi: 10.1016/j.jep.2020.113364
26	KIM D I， SONG M K， LEE K. Diesel Exhaust Particulates Enhances Susceptibility of LPS-Induced Acute Lung Injury through Upregulation of the IL-17 Cytokine-Derived TGF-beta（1）/Collagen I Expression and Activation of NLRP3 Inflammasome Signaling in Mice ［J］. Biomolecules， 2021， 11（1）：67. doi:10.3390/biom11010067 doi: 10.3390/biom11010067
27	LI T J， ZHAO L L， QIU J， et al. Interleukin-17 antagonist attenuates lung inflammation through inhibition of the ERK1/2 and NF-kappaB pathway in LPS-induced acute lung injury ［J］. Mol Med Rep， 2017， 16（2）： 2225-2232. doi:10.3892/mmr.2017.6837 doi: 10.3892/mmr.2017.6837

基因	引物	序列（5′- 3′）
IL-17A	Forward primer	AGTGTGTCCAAACGCCGAG
IL-17A	Reverse primer	GTCCAGGGTGAAGTGGAACG
IL-10	Forward primer	AGCAAAGGCCATTCCATCCG
IL-10	Reverse primer	CACTTGACTGAAGGCAGCCC
GAPDH	Forward primer	GGCACAGTCAAGGCTGAGAATG
GAPDH	Reverse primer	ATGGTGGTGAAGACGCCAGTA

[1]	窦鑫,贺昌辉,梅笑,潘海迪,马源鑫,王伟. 基于“短链脂肪酸-肠屏障”途径探讨中药在腹泻型肠易激综合征中的干预研究进展[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(15): 2177-2182.
[2]	徐庆博杨玉杨利谢理玲张东光黄慧. 肠道微生物群与1型糖尿病的研究进展[J]. 实用医学杂志, 2023, 39(2): 142-147.
[3]	杨艳青, 李灿委, 杨自忠, 张成桂, 高鹏飞, . 肠道菌群代谢物——短链脂肪酸的研究进展[J]. 实用医学杂志, 2022, 38(14): 1834-1837.