本周为大家带来的文献为发表于Respir Res (IF: 5.8)的” IRF4 and STAT3 activities are associated with the imbalanced differentiation of T-cells in responses to inhalable particulate matters”。本文使用了LabEx提供的MSD检测服务。

颗粒物（PM）会引起人类的炎症反应。尽管之前的研究验证了可吸入颗粒物在细胞系和动物模型中的免疫原性，但人们对呼吸系统中的特定效应物以及可吸入颗粒物免疫原性的调节因素还不完全了解。为了确定可吸入颗粒物暴露在人体呼吸系统中的潜在效应因子，并更好地了解可吸入颗粒物免疫原性的生物学特性，研究者对中国北方171名健康受试者的外周血单核细胞进行了基因表达谱分析。确定了与暴露于可吸入颗粒物相关的共表达基因模块，推断了调控共表达的转录因子，并在原始T细胞和可吸入颗粒物处理的小鼠中验证了与T细胞分化的关联。研究发现，IRF4和STAT3这两个转录因子是人类暴露于可吸入颗粒物后基因表达的关键调节因子。可吸入颗粒物激活IRF4和STAT3与小鼠呼吸道T细胞分化失衡密切相关，且具有时间敏感性。接触可吸入颗粒物引起的炎症反应也得到了验证。此外，磷酸化IRF4和STAT3的蛋白水平随着PM暴露的增加而升高。该研究表明，IRF4和STAT3的调控活动与Th17介导的呼吸道对PM暴露的炎症反应有关，从而为了解生物

LabEx提供的MSD检测服务：

为了检测细胞因子的表达，研究者通过MSD平台对原代T细胞上清液、小鼠血液和支气管肺泡灌洗液（BALF）中的IL-17A、IL-21、IL-22、IL-4和IL-13进行了检测。与 T 细胞极化的变化相一致，在 PM 悬浮液处理后，小鼠肺中 Stat3（P = 0.0286）、Irf4（P = 0.0038）和 Batf（P = 0.0002）的表达水平也显著升高（图a）。我们进一步评估了支气管肺泡灌洗液（BALF，图b）中相关白细胞介素的表达水平。） 结果显示，在使用 PM 悬浮液处理后，IL17A 的表达水平升高（P = 0.0079）。然而，与Th17相关的另外两种白细胞介素IL21和IL22却没有发生明显变化。至于 PM 处理组中与 Th2 相关的白细胞介素，我们观察到肺组织中的 IL4（P = 0.0268）显著增加，但 BALF 中的 IL4 和 IL13 水平没有显著变化（图b）。最后，在小鼠血清中，我们没有观察到与上述 T 细胞亚型相关的细胞因子水平有明显变化。

预测与接触可吸入颗粒物有关的 T 细胞分化转录因子和相关细胞因子在体内对可吸入颗粒物处理的反应中会发生持续变化

重要发现：

可吸入颗粒物的有害影响：

长期的人口研究证实，接触可吸入颗粒物与各种疾病有关。

使用细胞系和动物进行的经验性研究验证了可吸入颗粒物的急性效应，表明其毒性与免疫原性有关。

基因表达谱分析：

对中国北方健康受试者的外周血进行了分析，结果表明 PM 对转录组有系统的影响。

确定了与 PM 暴露密切相关的共表达基因。

转录因子：

三种转录因子被确定为可吸入颗粒物暴露的效应因子：NFkB 和 STAT3（先前报道）以及 IRF4（首次报道）。

IRF4 是 T 细胞分化的调节因子，参与各种炎症反应。

Treg/Th17失衡：

Stat3和Irf4的激活与Treg/Th17对PM反应的失衡有关。

这种失衡与哮喘和慢性阻塞性肺病等过敏性呼吸道疾病有关。

STAT3 激活 Th17，是 PM 的已知效应因子；IRF4 在哮喘和 PM 反应中的作用得到了强调。

其他 T 细胞亚型：

其他 T 细胞亚型对 PM 的炎症反应证据不一致。

体外和体内分析之间存在差异，强调了真正生物活性的复杂性。

T 细胞反应的时间过程：

T细胞对可吸入颗粒物的反应通过一个互动过程达到稳定状态。

研究使用了三周的可吸入颗粒物平均浓度，以便与流行病学和体外研究结果保持一致。

基因模块和潜伏异质性：

对 PBMCs 的表达谱进行分析，以考虑潜在的异质性，检索代表特定生物过程的基因模块。

确定了暴露于可吸入颗粒物的主要效应因子，并有可能在更大的队列中发现更多的效应因子。

可吸入颗粒物来源和免疫原性：

研究没有涉及不同来源的可吸入颗粒物物理化学特性的变化。

可吸入颗粒物样本大多来自化石燃料和生物质燃料的燃烧；免疫反应与吸收的重金属和多环芳烃等分子有关。