CN114369654A - 川崎病的生物标志物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了川崎病的生物标志物及其应用,所述生物标志物为TSLP。本发明发现在KD患者样本中胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP)显著上调,在并发血栓形成的患者中更为严重;在KD合并血栓形成的患者中,血小板上TSLP受体(TSLPRs)的表达也显著上调。KD患者的血小板活化、细胞凋亡和线粒体自噬(mitophagy)增加,并发血栓形成的患者加重。因此可以将TSLP作为标志物来诊断或辅助诊断川崎病。本发明发现了TSLP通过促进KD血栓形成的新的TSLPR/Parkin/VDAC1线粒体自噬途径诱导血小板自噬。这些结果表明TSLP是KD相关血栓形成的新型抗血栓检测和/或治疗靶点。
Description
技术领域
本发明属于生物医药领域,具体涉及一种川崎病的生物标志物及其应用。
背景技术
川崎病(KD),也称为皮肤粘膜淋巴结综合征,是一种常见的小儿中小肌肉动脉血管炎,主要影响5岁以下儿童。最近,KD样症状与新型SARS-CoV-2的儿科病例有关,导致全球KD病例呈指数增长。KD的主要死亡原因是心脏病发作和中风,这通常是由冠状动脉瘤(CAA)诱发的闭塞性血栓形成引起的。血栓形成的风险在最初发病和治疗后持续数年。申请人前期已经报道了KD患者血小板活化升高,这可能是患有预先存在CAA的KD患者血栓形成的危险因素。尽管已经报道了与血小板增多症、血小板功能紊乱和血小板衍生微粒增多有关,但KD中血小板活化和血栓形成的具体发病机制仍然难以捉摸。必须揭示其病理生理学,特别是引起血小板活化的机制,以确定针对KD相关血栓形成的新治疗靶点。
目前KD的临床治疗采用三种传统的抗血小板通路:血栓素A2通路(如阿司匹林)、ADP通路(如氯吡格雷)和血小板受体通路(如阿昔单抗)。对于冠状动脉瘤合并血栓形成的KD患者,通常采用抗血小板联合溶栓或抗凝治疗。然而,这些过程并不能完全抑制血小板活化和血栓形成,表明可能存在其他受未知因素调控的潜在血小板活化机制。研究报告称,细胞因子会导致炎症和血栓形成。然而,血浆细胞因子是否有助于KD中的血小板活化和血栓形成尚不清楚。
胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP)是一种新型的白细胞介素7(IL-7)样细胞因子,主要来源于上皮细胞、成纤维细胞和肥大细胞等。越来越多的证据表明TSLP在哮喘、过敏性鼻炎、白血病和动脉粥样硬化等多种疾病中表达失调。最近,TSLP和TSLPR对血小板的作用已有研究表明其可以通过介导PI3K/Akt信号通路调控血小板活化和血栓形成。然而,TSLP在KD中异常血小板活化和血栓形成中的作用还未曾报道。
血小板自噬参与血小板活性的调节。毫不奇怪,线粒体自噬是一种调节线粒体质量的选择性自噬,它也发生在血小板中,并且正在成为血小板中的一种重要调节机制。由于线粒体对能量产生至关重要,因此增强的线粒体自噬与血小板活化有关也就不足为奇了。最近的报道表明血小板自噬促进血栓形成,然而,血小板自噬在KD血小板活化和血栓形成中的作用从未被探索过。
发明内容
本发明的目的在于提供TSLP作为标志物在开发诊断和/或预防和/或治疗川崎病的试剂中的应用。
本发明所采取的技术方案是:
本发明的第一方面,提供定量检测TSLP的物质在制备产品中的应用,所述产品的功能为如下(A1)至(A3)中的至少一种:
(A1)诊断川崎病;(A2)诊断待测者是否为川崎病;(A3)防控川崎病。
在本发明的一些实施方式中,所述物质为在基因或蛋白水平上定量检测TSLP的物质。
在本发明的一些实施方式中,所述在基因水平上定量检测TSLP的物质包括通过测序技术、核酸杂交技术、核酸扩增技术或免疫测定的方法检测标志物基因表达水平的试剂和/或仪器。
在本发明的一些实施方式中,所述在蛋白水平上定量检测TSLP的物质包括免疫组化、蛋白免疫印迹、酶联免疫吸附(ELISA)、流式细胞术、化学发光、电化学、紫外分光光度法、近红外光谱法、液相芯片法、高效液相色谱法、比色法或质谱鉴定的方法检测蛋白表达水平的试剂和/或仪器。
在本发明的一些实施方式中,所述川崎病为并发血栓的川崎病。
本发明的第二方面,提供一种产品,其特征在于,所述产品包含本发明第一方面所述的定量检测TSLP的物质;所述产品的功能为如下(A1)至(A3)中的至少一种:
(A1)诊断川崎病;(A2)诊断待测者是否为川崎病;(A3)防控川崎病。
在本发明的一些实施方式中,所述物质为在基因或蛋白水平上定量检测TSLP的物质。
在本发明的一些实施方式中,所述在基因水平上定量检测TSLP的物质包括通过测序技术、核酸杂交技术、核酸扩增技术或免疫测定的方法检测标志物基因表达水平的试剂和/或仪器。
在本发明的一些实施方式中,所述在蛋白水平上定量检测TSLP的物质包括免疫组化、蛋白免疫印迹、酶联免疫吸附(ELISA)、流式细胞术、化学发光、电化学、紫外分光光度法-近红外光谱法、液相芯片法、高效液相色谱法、比色法或质谱鉴定的方法检测蛋白表达水平的试剂和/或仪器。
在本发明的一些优选实施方式中,所述川崎病为并发血栓的川崎病。
本发明的第三方面,提供TSLP抑制剂在制备(B1)~(B6)任一项所述功能的产品中的应用:
(B1)预防和/或治疗川崎病;
(B2)抑制血栓形成;
(B3)抑制血小板活化;
(B4)抑制细胞凋亡;
(B5)抑制血小板自噬;
(B6)抑制PINK1/Parkin通路活性。
在本发明的一些实施方式中,所述TSLP抑制剂为(C1)~(C5)中的任一种:
(C1)抑制TSLP活性的物质;
(C2)降低TSLP含量的物质;
(C3)沉默TSLP基因的物质;
(C4)敲低TSLP基因的物质;
(C5)抑制TSLP基因表达的物质。
在本发明的一些优选实施方式中,所述川崎病为并发血栓的川崎病。
本发明的第四方面,提供线粒体自噬抑制剂在(D1)~(D5)任一项中的应用:
(D1)制备预防和/或治疗川崎病的产品;
(D2)制备抑制血栓形成的产品;
(D3)制备抑制血小板活化的产品;
(D4)制备抑制细胞凋亡的产品;
(D5)制备抑制血小板自噬的产品。
在本发明的一些实施方式中,所述线粒体自噬具体为TSLPR/Parkin/VDAC1线粒体自噬通路。
在本发明的一些实施方式中,所述线粒体自噬抑制剂为Mdivi或Baf-A1。
在本发明的一些优选实施方式中,所述川崎病为并发血栓的川崎病。
本发明的第五方面,提供一种产品,所述产品包含本发明第三方面所述的TSLP抑制剂或本发明第四方面所述线粒体自噬抑制剂;所述产品的功能为:
(B1)预防和/或治疗川崎病;
(B2)抑制血栓形成;
(B3)抑制血小板活化;
(B4)抑制细胞凋亡;
(B5)抑制血小板自噬;
(B6)抑制PINK1/Parkin通路活性。
在本发明的一些优选实施方式中,所述川崎病为并发血栓的川崎病。
本发明的第六方面,提供一种筛选治疗川崎病药物的方法,通过检测给药前后TSLP的表达量。
在本发明的一些优选实施方式中,所述川崎病为并发血栓的川崎病。
本发明的第七方面,提供TSLP作为标志物在开发诊断和/或预防和/或治疗川崎病的试剂中的应用。
在本发明的一些优选实施方式中,所述川崎病为并发血栓的川崎病。
本发明的有益效果是:
本发明发现在KD患者样本中胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP)显著上调,在并发血栓形成的患者中更为严重;在KD合并血栓形成的患者中,血小板上TSLP受体(TSLPRs)的表达也显著上调。KD患者的血小板活化、细胞凋亡和线粒体自噬(mitophagy)增加,并发血栓形成的患者加重。因此可以将TSLP作为标志物来诊断或辅助诊断川崎病,特别是并发血栓的川崎病。
而且在体外实验发现,TSLP诱导血小板活化和血小板自噬,以及凝块回缩,可以被线粒体自噬抑制剂Mvidi减弱,即线粒体自噬抑制剂Mdivi减轻了由TSLP诱导的血栓形成。
综上所述,本发明发现了TSLP通过促进KD血栓形成的新的TSLPR/Parkin/VDAC1线粒体自噬途径诱导血小板自噬。这些结果表明TSLP是KD相关血栓形成的新型抗血栓检测和/或治疗靶点。
附图说明
图1为伴有血栓形成的川崎病患者的血小板活化标记升高。其中图1A为流式细胞仪检测血小板活化标记CD62p,分析健康对照HC(n=8)vs川崎病KD(n=22)中CD62p阳性血小板的百分比。图1B为图1A的统计结果,其中***P=0.0004。图1C为ELISA检测急性期(n=21)和恢复期(n=39)患者血浆中可溶性P-选择素(sP-selectin)与HC(n=40)相比表达量差异(HC对KD/急性全部****P<0.0001;HC对KD/恢复期**P=0.007和****P<0.0001;KD/急性期对KD/恢复期*P=0.023和**P=0.003)。图1D为ELISA检测与HC(n=40)相比,急性期(n=21)和恢复期(n=39)患者血浆中可溶性CD40L(sCD40L)表达差异(HC对KD/急性全部****P<0.0001;HC对KD/恢复期**P=0.007和****P<0.0001;KD/急性期对KD/恢复期*P=0.023和**P=0.003)。图1E为检测与健康对照相比有或无血栓形成的恢复期患者血浆中的sP-选择素的表达差异(HC vs KD/血栓形成(n=41),所有****P<0.0001;KD/无血栓形成(n=54)与KD/血栓形成*P=0.036和*P=0.025)。图1F为ELISA检测与健康对照相比有或无血栓形成的恢复期患者血浆中的sCD40L的表达差异(HC vs KD/血栓形成(n=41),所有****P<0.0001;KD/无血栓形成(n=54)与KD/血栓形成*P=0.036和*P=0.025)。
图2为KD患者线粒体功能受损。图2A为TMRM阳性血小板(Ψm)在HC(n=5)或KD(n=10)中通过流式细胞术测量,CCCP(5ul)作为线粒体自噬的阳性对照(HC与KD**P=0.006)。图2B为图2A的统计结果。图2C为Western blot分析各组血小板凋亡相关蛋白的表达情况;血小板中具有血栓形成(n=3)和无血栓形成(n=3)的HC和KD的量化。图2D为图2C的统计结果。图2E为流式细胞术分析和定量显示HC(n=9)和KD(n=14)患者(HC与KD***P=0.001)中膜联蛋白-V阳性血小板的百分比。图2F为图2E的统计结果。
图3为有血栓形成的KD血小板自噬水平高于无血栓形成的患者。图3A为共聚焦显微镜用于观察KD患者与HC相比自噬标志物LC3的荧光强度(HC vs KD*P=0.023)。图3B为图3A中LC3荧光强度统计结果。图3C为通过透射电子显微镜(红色箭头表示自噬体)检测到血小板(KD和HC组)的形态学改变(HC vs KD**P=0.001)。图3D为图3C中自噬体个数统计。图3E为各组血小板自噬相关蛋白表达的蛋白印迹和定量分析。图3F为图3E的表达量倍数改变统计。
图4为KD并发血栓患者血浆TSLP和血小板TSLP受体升高。图4A为蛋白质芯片检测检测急性(n=28)和恢复期(n=51)患者相对于HC(n=20)的KD患者血浆中TSLP的表达量。图4B为相对于HC(n=56),急性(n=80)和恢复期(n=84)患者的KD患者血浆样品中TSLP表达量的ELISA检测结果(HC与KD/恢复期**P=0.003)。图4C为与HC(n=45)相比,有血栓形成(n=29)和无血栓形成(n=32)的康复期KD患者的TSLP水平检测(HC与KD/无血栓形成*P=0.012;KD/无血栓形成与KD/血栓形成*P=0.038)。图4D为蛋白质印迹分析和定量分析血小板中HC(n=3)、KD与血栓形成(n=3)和KD无血栓形成(n=3)中的TSLP受体(TSLPR和IL-7R)水平检测。图4E为图4D的统计结果。
图5为TSLP体外通过促进线粒体自噬激活血小板促进血栓形成。图5A为用TSLP(500ng/ml)刺激人血小板,流式细胞术检测血小板活化标志物CD62p(对照vs TSLP*P=0.014)。图5B为图5A的统计结果。图5C为用不同浓度的TSLP(100、200和500ng/ml)持续3小时,同时定期拍摄凝块收缩。凝血酶处理的PRP作为阳性对照。图5D为用TSLP处理人血小板,共聚焦显微镜下观察自噬标志物LC3蛋白的荧光强度(control vs TSLP**P=0.006)。图5E为TSLP(200ng/ml和500ng/ml)处理3小时后,Western印迹分析和量化血小板中线粒体自噬和凋亡相关蛋白的表达。图5F为图5E的统计结果。图5G为用自噬激动剂(CCCP 10μm)或抑制剂(Mdivi 10μm)联合或与TSLP比较预处理后的血栓形成测定,这些照片是定期拍摄的。
图6为TSLPR与血小板线粒体中的Parkin和VDAC1结合,调节TSLP诱导的线粒体自噬。图6A为用TSLP(200ng/ml和500ng/ml)处理3小时的血小板中TSLP受体(TSLPR和IL-7R)表达的蛋白质印迹检测和定量。图6B为图6A的统计结果。图6C为人血小板用Baf-A1(400nM)处理1小时,然后用TSLP(500ng/ml)处理3小时。通过蛋白质印迹检测和定量血小板中线粒体自噬相关蛋白的表达。图6D为图6C的统计结果。图6E为人血小板用TSLP(500ng/ml)处理3小时用于Parkin的免疫沉淀。图6F为人血小板用TSLP(500ng/ml)处理3小时用于VDAC1的免疫沉淀。图6G为人血小板用Baf-A1(400nM)处理1h,然后用TSLP(500ng/ml)处理3h,准备用于TSLPR的免疫沉淀。图6H为人血小板用Baf-A1(400nM)处理1小时,然后用TSLP(500ng/ml)处理3小时,用Mitotracker和TSLPR抗体染色,然后通过共聚焦显微镜成像(对照vs Baf-A1+TSLP*P=0.013;Baf-A1对比Baf-A1+TSLP*P=0.014)。
图7为TSLP对川崎病和川崎病合并血栓患儿的诊断价值。
HC:健康对照;KD:川崎病;KD/血栓形成:KD合并血栓患儿;KD/无血栓形成:KD未合并血栓患儿。
NS:不显著/无差异;*:P<0.05,**:P<0.01,***:P<0.001,****:P<0.0001,使用t检验(和非参数检验)。
所有数据均以平均值±SD表示。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。
材料和方法
研究对象
2016年7月至2021年3月期间,从中国广州市妇女儿童医疗中心收集了KD患者和年龄匹配健康对照(HC)的样本。KD患者由该院心脏内科医师根据美国心脏协会2017年修订的最新版诊断标准和治疗指南进行诊断。
KD患者冠状动脉异常按Z评分分为:无冠状动脉损伤(Z<2)、冠状动脉扩张(Z>2~<2.5)、大CAA(≥8.0mm或Z≥10)、中CAA(MCAA,<8.0mm and Z≥5~<10),和小CAA(Z≥2.5~<5)。
本研究经广州市妇女儿童医学中心伦理委员会批准。所有参与者的父母/监护人都根据赫尔辛基宣言签署了书面知情同意书。申请人将来自KD患者样本的血液样本分为两个阶段,即急性期(IVIG治疗后10天内的患者)和恢复期(阿司匹林或其他抗血小板药物治疗超过4周)。
人血小板的制备
使用柠檬酸钠或ACD(2-4mL)抗凝管从健康对照和川崎病病人静脉抽取全血。富血小板血浆(PRP)是通过将全血在22℃下以900rpm离心10分钟来制备,贫血小板血浆(PPP)通过将PRP在3500rpm下在22℃下离心10分钟而获得。PRP中的血小板计数使用自动血细胞分析仪(sysmex XS-500i)进行。为了制备洗涤过的血小板,将血小板沉淀用CGS缓冲液(0.123M NaCl、0.033M D-葡萄糖、0.013M柠檬酸三钠,pH 6.5)轻轻洗涤两次,然后将洗涤后的血小板悬浮在改良的Tyrode缓冲液(MTB)中(2.5mM Hepes:150mM NaCl、2.5mM KCl、12mM NaHCO3、5.5mM D-葡萄糖、1mM CaCl2、1mM MgCl2,pH 7.4),将浓度调整为3-5×108血小板/mL,使用前并在室温下静置1-2小时。
试剂和抗体
Bafilomycin A1(Baf-A1)、线粒体分裂抑制剂(Mdivi)和线粒体自噬激动剂羰基氰化物间氯苯腙、羰基氰化物3-氯苯腙(CCCP)购自Selleckchem。重组人TSLP购自Beyotime和peprotech。CaCl2(0.025M)和凝血酶购自Diagnostica Stago。β-肌动蛋白、TSLP、LC3A/B、Bcl-xL、Bax、IgG和Caspase-3的抗体购自Cell Signaling Technology。TSLPR、Parkin和PINK1抗体获自Abcam。TSLP受体抗体(TSLPR和IL-7R)、VDAC1、Tom20和蛋白A/G PLUS-琼脂糖免疫沉淀试剂购自Santa Cruz Biotechnology。抗CD41a和抗CD62p购自eBioscience。人TSLP ELISA试剂盒购自R&D Systems,可溶性CD40L(sCD40L)和可溶性P-选择素(sP-selectin)ELISA试剂盒购自MultiSciences。MitoTracker抗体和MitoProbeTM TMRM AssayKit购自Thermofisher。Annexin V-FITC/PI细胞凋亡检测试剂盒购自Keygen Biotech。
细胞因子的多重分析和定量
Bio-Plex Pro Human Inflammation Group 37-Plex 171AL001M(Bio-Rad,Hercules,CA)试剂盒用于检测通过“临床生物库”从KD患者和健康对照中选择的血浆样品中的细胞因子含量。根据制造商的说明遵循该方案。
Bio-Plex验证套件3.0版(Bio-plex200,Bio-Rad,Hercules,CA)用于验证流体动力学性能、一致的光学对准、双重识别和单珠特征的识别。使用与Bio-Plex Manager软件版本3.0(Bio-Rad,Hercules,CA)集成的Bio-Plex蛋白质阵列系统进行测量。
酶联免疫吸附试验
ELISA用于检测血浆中TSLP(R&D Systems)、sCD40L和sP-选择素(MultiSciences)的浓度。将稀释后的PPP样品(40-100μL)加入微量滴定板的每个孔中,然后加入10-100μL检测抗体。在37℃下孵育1-2小时后,将50-100μL链霉亲和素-HRP添加到每个孔中,并使其孵育30-60分钟。随后洗涤孔,加入50-100μL显色试剂A和50-100μL显色试剂B,轻轻涡旋,37℃避光孵育10分钟。通过添加50μL试剂C淬灭反应,并使用Variskan Flash(ThermoScientific)在450nm处读取板。
通过流式细胞术测量血小板活化、线粒体膜电位(ΔΨm)、PS暴露
为了评估血小板活化,如上所述从人全血制备PRP,用3-5μL(1-3×108个血小板/mL)、抗CD41a和抗CD62p标记PRP,并在室温下孵育15-30分钟。加入PBS终止反应,流式细胞仪分析(BD FACScantoⅡ)。血小板通过其特征性的前向和侧向散射特性被识别和门控。正如申请人之前所述,从每个样品中总共测量了10,000个血小板。
从PRP中沉淀血小板,随后重悬于MTB中,浓度调整为3-5×108个血小板/mL。血小板与1μM四甲基罗丹明甲酯(TMRM)在37℃下孵育30分钟。随后将血小板与5μL膜联蛋白V在室温下孵育15分钟。然后使用流式细胞术分析ΔΨm和PS外化。血小板通过其特征性的前向和侧向散射特性被识别和门控。从每个样品中分析了总共10,000个血小板。
透射电镜观察自噬体
如上所述制备血小板沉淀,然后洗涤两次并用2.5%戊二醛溶液和1%四氧化锇溶液固定。最后,血小板用乙醇溶液脱水,然后嵌入并切成100nm的超薄切片。用饱和醋酸双氧铀溶液和醋酸铅溶液染色后,在透射电子显微镜下观察并拍照。
免疫荧光和共聚焦显微镜
如上所述,从人全血制备PRP。与血小板(100μL PRP在1mL MTB中稀释)在室温下孵育15分钟。然后通过在22℃下以3500rpm离心10分钟使血小板沉淀,通过再次以7200rpm离心3分钟重新悬浮在MTB(400μL)中以粘附在载玻片上。然后用4%多聚甲醛(100-200μL)固定血小板15分钟,用PBS洗涤3次,在0.25%Triton X-100中透化10分钟,用PBS洗涤3次,然后封闭(5%BSA,0.1%Triton X-100in PBS)在室温下放置30分钟。去除密封溶液后,将血小板与抗LC3的一抗、TSLPR(1%BSA在PBS中1:200)在4℃下孵育过夜。接下来,将荧光二抗(PBS中的1%BSA 1:1000)加入血小板中,室温避光孵育2小时,然后用PBS洗涤3次。血小板用抗荧光淬灭液密封后,用蔡司LSM 800共聚焦显微镜观察染色后的血小板,63x油镜观察并拍照。
蛋白质印迹分析
通过梯度离心获得来自川崎病患者和健康对照的血小板。健康对照PRP用重组人TSLP(200ng/mL或500ng/mL)处理3小时,然后用等体积的裂解缓冲液在冰上裂解30分钟。根据制造商的方案,使用BCA蛋白质测定试剂盒(Applygen Beijing)确定蛋白质浓度。
每个样品以等比例加载到10%-12%SDS凝胶中,并通过聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)分离并转移到PVDF膜上。TSLP、TSLPR、Caspase-3、Bax、Bcl-xL、PINK1、Parkin、LC3A/B、Tom20、β-actin、VDAC1或IL-7R(1:2000)抗体与膜在4℃下孵育过夜,然后洗涤并与相应的二抗在室温下孵育2小时。抗体结合通过Amersham image 600软件用ECL检测试剂检测,条带用Quantity Image J量化。
免疫沉淀分析
PRP用或不用Baf-A1(400nM,1小时)预处理,然后用重组人TSLP(500ng/mL,3小时)处理。然后裂解血小板并与Parkin IP的特异性目标抗体混合(1:50稀释);VDAC1 IP(1:30稀释)或TSLPR IP(1:30稀释),IgG对照组为阴性对照,4℃孵育1小时。然后,将20μL重悬的A/G PLUS-琼脂糖添加到每个样品中,并在4℃下在摇杆平台上孵育过夜。温育后,将样品沉淀并洗涤4次,然后上样到SDS-PAGE。随后的步骤是根据前面提到的蛋白质印迹分析。
体外血栓形成和凝块收缩试验
1)全血血栓检测
玻璃管涂有并干燥过夜。在一项实验中,将200μL等分的PRP与梯度浓度的重组人TSLP(0、100、200或500ng/mL)在37℃下孵育3小时,使用1.5NIH单位/mL凝血酶作为阳性对照。在另一个实验中,将200μL等分的PRP与CCCP(10μM)或Mdivi(10μM)处理孵育1小时,然后与重组人TSLP孵育3小时。然后用200μL PBS、50μL全血和100μL CaCl2(0.025M)稀释PRP样品,在37℃下孵育,并在30分钟/1小时/1小时30分钟/2小时拍摄图像。
2)富含血小板的血浆凝块收缩试验
如不添加全血的全血血栓形成所述。每种条件都接受200μL PRP、200μL PBS和100μL CaCl2(0.025M)并在37℃下凝固,随着时间的推移对凝块收缩进行拍照。
统计分析
数据表示为平均值±SD。实验组之间的差异通过两尾不配对t检验进行评估。通过GraphPad Prism 7分析差异,p值小于0.05被认为具有统计学意义。
实验结果
患有血栓形成的KD患者显示血小板活化和凋亡增加
在申请人前期研究中发现,KD患者在阿司匹林治疗前和治疗后7至10天的血浆可溶性CD40L(sCD40L)和可溶性P-选择素(sP-选择素)水平升高。在本研究中,申请人检测了另一组KD恢复期患者的血浆,发现血小板活化标志物P-选择素(CD62p)显著升高(图1A和图1B)。类似地,相对于健康对照,急性和恢复期患者的血浆中sP-选择素和sCD40L显著升高(图1C和图1D),并且在合并血栓形成的恢复期患者中相对于没有血栓形成的患者显著升高(图1E和图1F)。这些结果证实,急性和恢复期KD患者-血小板的活化水平升高,并且在合并血栓形成的患者中更为严重。
先前的报道表明,血小板活化与血小板线粒体功能障碍和血小板寿命控制有关。当发生血小板线粒体功能障碍时,线粒体膜电位降低,凋亡蛋白发生变化,PS外翻,钙离子发生变化,最终导致血小板凋亡。因此,申请人分析了KD患者血小板的凋亡信号传导和线粒体功能障碍。使用流式细胞术,申请人发现KD患者血小板的线粒体膜电位(Δψm)与健康对照相比显著降低(图2A和图2B)。蛋白质印迹分析证实了标志性血小板凋亡蛋白(包括Bax、Caspase-3和VDAC1)的上调,以及抗凋亡蛋白Bcl-xL的下调。
同时也发现在恢复期合并血栓形成的患者中,凋亡标志物的增强更为明显(图2C和图2D)。与这些发现一致,流式细胞术分析显示,与健康对照相比,KD恢复期患者的膜联蛋白V阳性血小板百分比显著增加(图2E和图2F)。综上所述,上述数据表明KD患者的血小板活化和细胞凋亡均升高,尤其是那些合并血栓形成的KD患者。
血小板自噬在KD中上调
由于申请人发现KD患者的细胞凋亡增加,申请人接下来决定研究基础血小板自噬是否受到影响。荧光共聚焦显微镜显示,相对于健康对照,KD患者的血小板中血小板自噬标志物LC-3明显增加(图3A和图3B)。免疫荧光结果-还发现KD患者血小板中血小板自溶酶体的数量增加(图3C和图3D)。KD患者与这些数据一致,蛋白质印迹分析显示KD患者中自噬蛋白PINK1、Parkin、Tom20和LC3A/B增加,尤其是在血栓形成患者中(图3E和图3F)。总的来说,这些数据证实了KD患者的血小板自噬上调,并且与KD相关的血栓形成密切相关。
合并血栓形成的KD患者血浆TSLP和血小板TSLP受体升高
鉴于KD的炎症性质,申请人怀疑失调的细胞因子可能有助于血小板活化。为了研究这一点,申请人利用蛋白质芯片测定来量化37种细胞因子的表达。一些异常表达,其中9个在治疗后持续升高与健康对照相比,并在KD的恢复阶段保持不变,包括TSLP(图4A)。由于TSLP/TSLPR以前与血小板活化和血栓形成有关,因此申请人决定缩小对这种蛋白质的关注范围。ELISA分析证实了不同样本组中急性和恢复期KD患者血浆TSLP的上调(图4B),这也显示恢复期KD患者并发血栓形成的比例显著增加(图4C)。类似地,血小板上TSLP受体(TSLPR和IL-7R)的表达在KD患者中上调,尤其是在血栓形成患者中(图4D和图4E)。
TSLP在体外促进线粒体自噬介导的血小板活化和凋亡导致血栓形成
申请人接下来研究了TSLP对体外血小板活化和线粒体自噬的影响。TSLP对健康人血小板的进行处理可诱导血小板活化指标-CD62p显著增加(图5A和图5B)和剂量依赖性加速人富血小板血浆(PRP)和全血血栓形成(图5B)。为了研究线粒体自噬中的TSLP,使用荧光共聚焦显微镜对线粒体自噬标记物LC-3进行成像,并发现TSLP处理后血小板中的LC-3表达水平增加(图5C)。蛋白质印迹分析还发现,TSLP处理以剂量依赖性方式增加了血小板线粒体自噬和凋亡蛋白的表达水平(图5D和图5E)。基于与线粒体自噬的这种明显联系,申请人在血栓形成试验中结合使用TSLP或与线粒体自噬激动剂(CCCP)和线粒体自噬抑制剂(Mdivi)进行比较。CCCP显示出与TSLP相似的血栓形成,而Mdivi减轻了由TSLP诱导的血栓形成(图5F)。总之,这些数据表明TSLP诱导血小板线粒体自噬,导致下游血小板活化和血栓形成。
TSLPR结合Parkin和VDAC1来触发TSLP诱导的血小板自噬
多项研究表明PINK1/Parkin信号通路参与了线粒体自噬的调控。因此,申请人探讨了TSLP是否通过PINK1/Parkin信号通路调节KD血小板线粒体自噬。在体外,TSLP剂量依赖性地增加血小板中TSLPR和IL-7R的表达(图6A和图6B)。TSLP还显著增加了血小板中PINK1、Parkin和VDAC1的表达(图6C和图6D)。此外,用晚期自噬抑制剂Baf-A1预处理并不能阻止TSLP诱导的PINK1、Parkin、VDAC1和TSLPR升高(图6C)。总之,这些结果表明TSLP可能通过PINK1/Parkin途径促进血小板线粒体自噬。
基于结果TSLP可能导致TSLPR内化的研究,申请人假设TSLP导致TSLPR内化和易位到线粒体,直接促进线粒体自噬。事实上,免疫沉淀(IP)结果显示Parkin和VDAC1都独立地结合血小板中的TSLPR,并且它们彼此的结合和TSLPR在TSLP处理后显著增强(图6E和图6F)。其中Parkin与VDAC1复合以诱导线粒体自噬。TSLPR-Parkin-VDAC1相互作用的进一步证据来自TSLPR能够结合Parkin和VDAC1(图6G),有效地证明了三重co-IP(图6E-图G)。免疫荧光共聚焦成像证实了TSLPR上调和TSLP处理后血小板中线粒体的共定位(图6H)。总之,申请人的结果表明TSLP通过TSLPR与Parkin和VDAC1的结合诱导血小板自噬。
血浆中的TSLP对川崎病合并血栓患儿的诊断价值
利用ROC曲线评估血浆中的TSLP对川崎病患儿及川崎病合并血栓患儿的诊断价值,结果显示:对川崎病患儿的评估AUC=0.6978(95%CI:0.621-0.775,P<0.0001),对川崎病合并血栓患儿的评估AUC=0.8083(95%CI:0.705-0.911,P<0.0001)。川崎病合并血栓患儿血浆中TSLP的表达量ROC曲线下面积明显高于川崎病患儿(图7);可以看出TSLP可以很好的诊断或辅助诊断川崎病,特别是并发血栓的川崎病。
本研究利用了大量的临床标本,包括具有血栓形成的康复期KD患者,以确定TSLP在KD中的关键作用。
综上所述,本发明描述了KD中由TSLP诱导的血小板活化和血栓形成的新机制。使用临床样本,申请人发现相对于健康对照,KD患者血浆TSLP的表达显着上调,这在并发血栓形成的患者中更为严重。此外,KD合并血栓形成患者的血小板上TSLP受体(TSLPR和IL-7R)表达显着增强。申请人还发现TSLP在体外诱导的并发血栓形成的KD患者的血小板线粒体自噬和细胞凋亡增加。最后,TSLPR在TSLP处理后分别与线粒体自噬调节剂Parkin和VDAC1结合,表明血小板中存在一种新的TSLP介导的线粒体自噬途径。TSLP通过TSLPR/Parkin/VDAC1信号通路诱导血小板线粒体自噬和活化,以促进KD中的血栓形成。申请人的发现揭示了KD中血小板活化和血栓形成的新机制,并表明TSLP是一种新的抗血栓形成靶点。
上述具体实施方式对本发明作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (10)
1.定量检测TSLP的物质在制备产品中的应用,所述产品的功能为如下(A1)至(A3)中的至少一种:
(A1)诊断川崎病;(A2)诊断待测者是否为川崎病;(A3)防控川崎病。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述物质为在基因或蛋白水平上定量检测TSLP的物质。
3.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述川崎病为并发血栓的川崎病。
4.一种产品,其特征在于,所述产品包含权利要求1~3任一项所述的定量检测TSLP的物质;所述产品的功能为如下(A1)至(A3)中的至少一种:
(A1)诊断川崎病;(A2)诊断待测者是否为川崎病;(A3)防控川崎病。
5.TSLP抑制剂在制备(B1)~(B6)任一项所述功能的产品中的应用:
(B1)预防和/或治疗川崎病;
(B2)抑制血栓形成;
(B3)抑制血小板活化;
(B4)抑制细胞凋亡;
(B5)抑制血小板自噬;
(B6)抑制PINK1/Parkin通路活性。
6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,所述TSLP抑制剂为(C1)~(C5)中的任一种:
(C1)抑制TSLP活性的物质;
(C2)降低TSLP含量的物质;
(C3)沉默TSLP基因的物质;
(C4)敲低TSLP基因的物质;
(C5)抑制TSLP基因表达的物质。
7.线粒体自噬抑制剂在(D1)~(D5)任一项中的应用:
(D1)制备预防和/或治疗川崎病的产品;
(D2)抑制血栓形成;
(D3)制备抑制血小板活化的产品;
(D4)制备抑制细胞凋亡的产品;
(D5)制备抑制血小板自噬的产品。
8.一种产品,其特征在于,所述产品包含权利要求5或6所述的TSLP抑制剂或权利要求7
所述线粒体自噬抑制剂;所述产品的功能为(B1)~(B6)任一项所述:
(B1)预防和/或治疗川崎病;
(B2)抑制血栓形成;
(B3)抑制血小板活化;
(B4)抑制细胞凋亡;
(B5)抑制血小板自噬;
(B6)抑制PINK1/Parkin通路活性。
9.一种筛选治疗川崎病药物的方法,通过检测给药前后TSLP的表达量,所述药物的用途为
(B1)~(B6)任一项所述:
(B1)预防和/或治疗川崎病;
(B2)抑制血栓形成;
(B3)抑制血小板活化;
(B4)抑制细胞凋亡;
(B5)抑制血小板自噬;
(B6)抑制PINK1/Parkin通路活性。
10.TSLP作为标志物在开发诊断和/或预防和/或治疗川崎病的产品中的应用。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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