人体标本研究:IPF 患者肺组织中 IL-22 与 TGF-βR2 表达呈负相关
团队收集 IPF 患者与正常对照者的肺组织、外周血及支气管肺泡灌洗液(BALF),通过分子生物学检测发现:IPF 患者肺组织中 IL-22 及其受体 IL-22RA1 表达显著下调,而 IL-22 结合蛋白(IL-22BP)表达上调;同时,TGF-βR2 及肺纤维化标志物(α-SMA、Col-I、MMP-7)表达显著升高,Smad-7(TGF-β 信号通路抑制因子)表达下调。
此外,IPF 患者肺组织中磷酸化 JAK2(P-JAK2)、磷酸化 STAT3(P-STAT3)水平上调,细胞凋亡(Bcl-2 下调、Bax 上调)、自噬(LC3A/B 上调、P62 下调)及衰老(P53、P21 上调)相关分子表达异常;外周血和 BALF 中促炎因子 IL-1β、IL-6、TNF-α 水平也显著升高。这些结果提示,IL-22 与 TGF-βR2 的表达失衡及 JAK2/STAT3 信号激活,可能共同参与 IPF 的病理进程。
体外细胞实验:IL-22 通过 JAK2/STAT3 抑制 TGF-βR2,改善细胞功能异常
团队以肺泡 II 型上皮细胞系(A549、BEAS-2B)、肺成纤维细胞系(HLF)及原代人肺成纤维细胞(FB)为研究对象,开展体外干预实验:
IL-22 处理可显著降低 TGF-β1 诱导的 TGF-βR2 表达,同时下调肺纤维化标志物(α-SMA、Col-I、MMP-7)水平,上调 P-JAK2、P-STAT3 表达;
IL-22 可改善 TGF-β1 诱导的细胞功能异常:抑制细胞凋亡(上调 Bcl-2、下调 Bax)、减轻异常自噬(下调 LC3A/B、上调 P62)、延缓细胞衰老(下调 P53、P21);
加入 JAK2/STAT3 特异性抑制剂(JSI-124)后,IL-22 的上述保护作用被显著反转,TGF-βR2 表达及纤维化相关指标再次升高;
经 TGF-βR2 敲低慢病毒转染的细胞中,IL-22 对 TGF-β1 诱导的纤维化标志物、细胞凋亡 / 自噬 / 衰老指标均无显著影响,证实 TGF-βR2 是 IL-22 发挥作用的关键下游靶点。
体内动物实验:IL-22 改善 BLM 诱导的肺纤维化,敲除模型验证信号依赖性
团队构建博来霉素(BLM)诱导的小鼠肺纤维化模型,开展体内干预与验证实验:
经鼻滴入 IL-22 处理后,模型小鼠的肺组织炎症与纤维化程度显著减轻,肺功能改善,生存率提高;同时,肺组织中凋亡、自噬、衰老相关分子及纤维化标志物表达均恢复至接近正常水平;
给予 JAK2/STAT3 抑制剂(JSI-124)后,IL-22 的肺保护作用被明显削弱,小鼠肺纤维化加重,证实 JAK2/STAT3 信号通路是 IL-22 发挥作用的核心;
IL-22RA1 敲除小鼠(IL-22 受体缺失)在 BLM 诱导后,肺组织炎症和纤维化程度较野生型小鼠显著加重,进一步验证了 IL-22 对肺纤维化的保护性作用依赖其受体介导的信号传导。