黏膜組織時(shí)刻暴露于各種環(huán)境刺激之中，其特異性免疫反應(yīng)的微調(diào)控是維持組織穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵。在黏膜表面，上皮細(xì)胞提供結(jié)構(gòu)屏障和免疫防御系統(tǒng)，如果上皮細(xì)胞反應(yīng)失調(diào)，可導(dǎo)致疾病發(fā)生。目前屏障上皮細(xì)胞在感染、炎癥和/或病原體擴(kuò)張狀態(tài)下，免疫反應(yīng)的機(jī)制尚不完全清楚。2024年4月，《Cell immunity》雜志上發(fā)表了一篇題為“Epithelial-derived interleukin-23 promotes oral mucosal immunopathology”的文章，在這項(xiàng)研究中，研究者發(fā)現(xiàn)上皮源性白介素-23（IL-23）是口腔黏膜疾病牙周炎的致病觸發(fā)因子，在機(jī)制上，牙周炎微生物組的鞭毛微生物以Toll樣受體5（TLR5）受體依賴的方式誘導(dǎo)上皮IL-23表達(dá)。

研究者對(duì)健康人（HC），嚴(yán)重慢性牙周炎（CP）和白細(xì)胞粘附缺陷1型（LAD1）牙周炎患者的口腔黏膜組織進(jìn)行比較，RNA-seq主成分分析（PCA）揭示了CP、LAD1和HC存在差異。與HC相比，LAD1組中與中性粒細(xì)胞趨化性、IL-23產(chǎn)生和IL-17信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)的炎癥途徑基因表達(dá)上調(diào)，如IL-23A、IL-17A、IL-17F、CXCL1和CSF3。原位雜交結(jié)果顯示，IL-23A mRNA在CP和LAD1患者的牙齦組織上皮和上皮下區(qū)域均有表達(dá)，在HC中未檢測(cè)到表達(dá)。HC和LAD1患者的牙齦組織單細(xì)胞測(cè)序顯示上皮細(xì)胞內(nèi)IL-23A表達(dá)，LAD1的表達(dá)高于HC。IL-23A的免疫熒光染色顯示，在CP和LAD1組織中，IL-23A在牙縫上皮細(xì)胞區(qū)域均有表達(dá)。總的來(lái)說(shuō)，這些數(shù)據(jù)表明IL-23A在CP和LAD1牙周炎的牙縫上皮區(qū)域表達(dá)。（見(jiàn)圖1）

研究者在牙周炎（LIP）模型中，發(fā)現(xiàn)Il23a^{- /-}小鼠在疾病誘導(dǎo)后可防止牙周骨破壞和降低Il17a的表達(dá)量，Il6^-/-和Il1r1^-/-小鼠不能防止牙周骨丟失。在誘導(dǎo)LIP 24小時(shí)后，Il23a在造血（CD45⁺）和非造血（CD45^-）細(xì)胞中的表達(dá)上調(diào)。在CD45⁺劃分中，IL-23A⁺細(xì)胞大多數(shù)是髓系（CD11b⁺）細(xì)胞，單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞（CD45⁺ CD11b⁺CD11c^low-med Ly6G^-Ly6C^low-highSSC^low）。在CD45^-劃分的上皮細(xì)胞（EPCAM⁺）、內(nèi)皮細(xì)胞（CD31⁺）和成纖維細(xì)胞（CD90⁺）發(fā)現(xiàn)，Il23a僅在上皮細(xì)胞LIP誘導(dǎo)后顯著上調(diào)。IL-23A蛋白的免疫熒光染色顯示，LIP后24小時(shí)口腔上皮內(nèi)IL-23A陽(yáng)性染色顯著增加?？偟膩?lái)說(shuō)，這些數(shù)據(jù)揭示了實(shí)驗(yàn)性牙周炎中上皮IL-23A的上調(diào)，與人類(lèi)常見(jiàn)病和遺傳性疾病的觀察結(jié)果一致。（見(jiàn)圖2）

為了確定非造血細(xì)胞來(lái)源的IL-23A介導(dǎo)實(shí)驗(yàn)性牙周炎的病理。研究者通過(guò)對(duì)CD45.2 B6和先天性CD45.1小鼠進(jìn)行骨髓移植（BMT），確定牙齦組織造血細(xì)胞。研究人員用Il23a^+/+和Il23a^-/-小鼠培養(yǎng)BM嵌合小鼠，發(fā)現(xiàn)將Il23a^+/+ BM移植到Il23a^-/-受體小鼠中，可以顯著防止牙周骨流失。接著研究了牙周炎中IL-23的誘導(dǎo)機(jī)制。將小鼠置于廣譜抗生素（ABX）方案（多利培南、萬(wàn)古霉素和新霉素）中培養(yǎng)2周后用LIP處理2、24和120小時(shí)，發(fā)現(xiàn)ABX處理減少了微生物數(shù)量，與正常對(duì)照相比，ABX處理小鼠對(duì)牙周骨破壞具有保護(hù)作用，ABX處理降低了LIP后口腔黏膜組織中Il23a和Il12b的表達(dá)。在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷暮笃跁r(shí)間點(diǎn)，Il23a表達(dá)的減少導(dǎo)致Il17a的減少，這與IL-23作為IL- 17相關(guān)反應(yīng)的上游觸發(fā)器的作用一致。（見(jiàn)圖3）

研究人員從小鼠口腔組織中分離出原代上皮細(xì)胞并進(jìn)行體外培養(yǎng)?？谇簧掀ぜ?xì)胞用LIP微生物組處理后可誘導(dǎo)IL23a和IL12b表達(dá)上調(diào)，導(dǎo)致IL-23（p19/p40）異源二聚體細(xì)胞因子的產(chǎn)生?？谇簧掀ぜ?xì)胞用TLR4的配體LPS和TLR5的配體鞭毛蛋白處理后會(huì)導(dǎo)致IL23a mRNA表達(dá)上調(diào)，并在培養(yǎng)上清中產(chǎn)生IL-23異源二聚體細(xì)胞因子。TLR5^-/-小鼠口腔上皮細(xì)胞中的Il23a表達(dá)降低，表明疾病微生物組中的TLR5配體促進(jìn)IL-23的上調(diào)。為了確定LIP疾病微生物組中可能與IL-23觸發(fā)有關(guān)的潛在候選微生物，研究者進(jìn)行16S rRNA測(cè)序，表明銅綠假單胞菌是豐富種類(lèi)中唯一的革蘭氏陰性和鞭毛微生物，用抗生素處理時(shí)可降低LIP誘導(dǎo)的牙周炎處銅綠假單胞菌的數(shù)量。（見(jiàn)圖4）

通過(guò)對(duì)健康、CP患者和LAD1牙周炎患者的齦下菌斑樣本進(jìn)行宏基因組測(cè)序。研究者在LAD1 和 CP患者中發(fā)現(xiàn)多種革蘭氏陰性和/或活動(dòng)菌種，包括革蘭氏陰性牙周病原體牙齦卟啉單胞菌。銅綠假單胞菌在LAD1微生物組中富集超過(guò)100倍。UniRef90基因簇的分析顯示，與HC相比，LAD1和CP的牙周炎群落明顯不同，鞭毛相關(guān)基因的多樣性更高，LAD1和CP中常見(jiàn)和獨(dú)特的鞭毛相關(guān)基因均上調(diào)。總的來(lái)說(shuō)，通過(guò)16S rRNA和宏基因組測(cè)序方法，研究者確定了CP和LAD1牙周炎中牙周炎相關(guān)微生物組中存在的可移動(dòng)物種。熒光原位雜交（FISH）也證實(shí)了LAD1相關(guān)鞭毛微生物銅綠假單胞菌的存在。這些數(shù)據(jù)說(shuō)明銅綠假單胞菌是牙周炎實(shí)驗(yàn)的微生物候選者。（見(jiàn)圖5）

研究人員發(fā)現(xiàn)與假單胞菌LPS相比，鞭毛假單胞菌顯著促進(jìn)IL-23A、IL-12B和IL-23異源二聚體表達(dá)量上調(diào)。沙門(mén)氏菌和鞭毛假單胞菌均誘導(dǎo)MAPK信號(hào)通路（p-JNK、p-ERK1/2和p-p38）的激活以及NF-kB p65以時(shí)間依賴性的方式從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核。鞭毛素誘導(dǎo)的IL-23A mRNA表達(dá)在p38抑制劑的存在下被抑制，但JNK或ERK1/2途徑的抑制劑不被抑制。這些結(jié)果表明鞭毛蛋白通過(guò)典型的TLR5信號(hào)通路觸發(fā)IL- 23A表達(dá)。（見(jiàn)圖6）

為了確定IL-23A在疾病中是否在上皮內(nèi)差異表達(dá)，研究者對(duì)已發(fā)表的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，肺綜合細(xì)胞圖譜的分析顯示，IL-23A在健康人群中多個(gè)肺上皮亞群中表達(dá)，在肺癌的惡性細(xì)胞中表達(dá)增加。在COVID-19感染的情況下，在多個(gè)肺上皮亞群中也檢測(cè)到IL-23A。在克羅恩病中，觀察到IL-23A在特定上皮亞群中的表達(dá)與健康相比有所增加。在銀屑病中，與健康組相比，上皮細(xì)胞內(nèi)IL-23A的表達(dá)增加。這些分析的結(jié)果表明上皮IL-23在不同屏障部位的穩(wěn)態(tài)免疫和炎癥疾病中具有更廣泛的作用。（見(jiàn)圖7）

總的來(lái)說(shuō)，這篇文章說(shuō)明鞭毛性牙周炎相關(guān)微生物群(如銅綠假單胞菌)以TLR5依賴的方式觸發(fā)口腔上皮細(xì)胞中IL-23的上調(diào)，揭示了上皮來(lái)源的IL-23在口腔黏膜疾病觸發(fā)中的作用。

云克隆開(kāi)發(fā)了上述研究中涉及的相關(guān)指標(biāo)的蛋白、抗體、ELISA試劑盒等產(chǎn)品以助力相關(guān)研究，部分指標(biāo)節(jié)選如下，供參考：