激素治疗无效？TH17内源性IL-1β–STAT5轴驱动的激素抵抗，可能是核心原因！

导言：

刚刚读到Ms. Wang分享的这篇发表于Science immunology关于激素抵抗的文章，突然唤醒沉睡已久的记忆。

我的恩师许贤豪教授的研究课题大都集中在了糖皮质激素抵抗，即为了解释临床应用激素治疗中发现的现象：有些患者激素疗效显著、有些稍有改善、有些则无改善甚至恶化；这是为什么、是否能预测、如何提高疗效？

许老师的系列研究中，先是于1990年代发现了激素抵抗和激素受体的水平相关，后来我们进一步于2000年后发现，激素受体有多个亚型，处于微妙的制约平衡；我博士毕业后继续探索，并在主持的北京市自然基金中针对激素抵抗患者的激素受体测序，发现了与激素抵抗相关的基因型。

我目前的研究仍然集中于改善激素治疗的疗效，试图通过改良激素结构，在保留激素疗效的前提下，祛除其导致的副作用。

在这个持续已达30多年、数代人接力的研究中，越来越感到：即使全力以赴，所知也仍有限、进步更是“一点点往前拱”；从其他领域学者的研究中汲取最新成果，尤其是最新的方法学，是提高研发效率的优化策略。

这直接促成了我们创建“Hanson临床科研”，借此平台分享最新科研进展。

自身免疫性神经炎症，如多发性硬化（MS），是一种影响中枢神经系统的慢性疾病，其特征是神经细胞的髓鞘及轴突受到免疫介导的损伤，导致神经功能障碍。

在MS的治疗中，糖皮质激素（GCs）是控制炎症和缓解症状的主要治疗手段。然而，激素抵抗是一个日益受到关注的问题，它使得许多患者对常规糖皮质激素治疗无效，加剧了病情的进展和复杂性。

T_H17细胞是一类效应T细胞，它们在多种自身免疫疾病中发挥重要作用，是GC治疗神经炎症的主要靶标。T_H17细胞通过产生IL-17和其他炎症细胞因子，促进炎症反应和组织损伤。

尽管已有研究表明T_H17细胞与激素抵抗有关，但具体的分子机制尚不完全清楚。

IL-1β是一种促炎细胞因子，已知在多种自身免疫和炎症性疾病中发挥作用。IL-1β通过与其受体（IL-1R）结合，激活下游信号通路，包括信号转导子和转录激活子（STAT）家族成员。STAT5是一种与细胞增殖、分化和免疫调节密切相关的转录因子。在T_H17细胞中，STAT5的作用和它参与类固醇抵抗中的水平尚未明确。

近日，来自克利夫兰医学中心的Xiaoxia Li团队在Science immunology杂志上发表了题为 A T_H17-intrinsic IL-1β-STAT5 axis drives steroid resistance in autoimmune neuroinflammation 的研究论文【1】。本研究旨在探讨IL-1β-STAT5信号轴在T_H17细胞介导的类固醇抵抗中的作用。通过研究这一信号轴揭示新的治疗靶点，为开发针对类固醇抗性MS患者的新疗法提供理论基础和实验依据。

实验结果表明，IL-1β-STAT5轴介导自身免疫性脑脊髓炎（EAE）小鼠中枢神经系统驻留CD69+ T_H17细胞的激素抵抗，IL-1R阻断剂联合地塞米松（Dex）治疗有利于疾病缓解，为治疗激素耐受且病情加重的MS患者提供了潜在的药物靶点。

（如需原文，请加微信healsanq获取，备注20240503SI）

研究使用实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）小鼠模型来模拟人类的自身免疫性神经炎症，采用随机化、安慰剂对照、治疗性而非预防性的治疗方案，探索IL-1β-STAT5信号轴在T_H17细胞中如何介导类固醇抗性，并寻找可能的治疗策略。

🔷  动物模型建立：

使用C57BL/6小鼠通过免疫化MOG_35-55肽和完全弗氏佐剂(CFA)诱导实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)模型，模拟人类自身免疫性神经炎症。

🔷  治疗干预：

在EAE小鼠出现疾病症状(临床评分=1)时，分别使用地塞米松(Dex)、抗IL-1R抗体或Dex+抗IL-1R抗体联合治疗，连续治疗3天。

🔷  体外细胞实验：

从小鼠中分离T_H17细胞，并在体外通过特定细胞因子(TGF-β1、IL-6、IL-1β和IL-23)诱导T_H17细胞分化。

• 流式细胞术：用于分析T_H17细胞表面标志物和细胞因子的表达，以及细胞内信号分子如pSTAT5的活化状态。

• RNA测序：对体外诱导的T_H17细胞进行RNA测序，以全面评估IL-1β和Dex处理下的基因表达谱。

🔷  组织切片与染色：

收集小鼠脊髓组织，进行石蜡包埋或冷冻切片，然后进行H&E染色或Luxol快速蓝染色，以评估炎症和脱髓鞘情况。

🔷  免疫荧光染色：

使用特定抗体对小鼠脊髓切片进行免疫荧光染色，以观察CD4+、IL-17A和STAT5的表达和定位。

🔷  实时定量PCR(qPCR)：

从小鼠细胞或组织中提取RNA，进行cDNA合成和qPCR分析，以定量检测特定基因的表达水平。

🔷  西方印迹分析：

用于检测蛋白表达和磷酸化水平，验证IL-1β诱导的STAT5活化。

🔷  人类样本分析：

使用来自MS患者的大脑组织切片，通过免疫荧光染色检测IL-17+CD69+CD4+ T细胞的存在。

🔷  IL-1R阻断改善对GC治疗的敏感性：

研究发现，通过抗IL-1R治疗可以显著提高EAE小鼠对Dex的敏感性，减少疾病的严重程度。

🔷  IL-1β刺激导致GC治疗抵抗：

在体外实验中，IL-1β刺激的T_H17细胞表现出对地塞米松的抵抗性，IL-1β能够显著减少地塞米松介导的细胞因子抑制。

🔷  IL-1R介导的信号传导促进转录组程序：

IL-1β通过IL-1R介导的信号传导，在T_H17细胞中激活了一种转录组程序，该程序覆盖了地塞米松的抗炎效应。

🔷  STAT5在IL-1β介导的类固醇抗性中的作用：

IL-1β通过JAK2-STAT5途径激活STAT5，STAT5的活化对于IL-1β介导的类固醇抗性至关重要。

🔷  STAT5特异性缺失使EAE小鼠对Dex治疗敏感：

在T_H17细胞中特异性敲除STAT5的EAE小鼠表现出对Dex治疗的敏感性，减少了疾病的进展。

🔷  IL-1β通过招募JAK2-STAT5至MyD88和IRAK2激活STAT5：

实验结果表明，IL-1β通过招募JAK2和STAT5到MyD88和IRAK2来激活STAT5，这一过程对于T_H17细胞中的类固醇抗性至关重要。

🔷  联合Dex治疗和IL-1R阻断改善复发性神经炎症：

在复发性EAE模型中，Dex和抗IL-1R的联合治疗显著减轻了疾病的复发，并减少了中枢神经系统中驻留的T_H17细胞的数量。

🔷  人类MS患者样本中的CD69+ T_H17细胞：

在MS患者的大脑病变组织中检测到IL-17+CD69+CD4+ T细胞，这与小鼠模型中观察到的组织驻留记忆T细胞相似。

🔷  基因表达分析：

通过RNA测序和qPCR分析，研究人员发现了一系列与类固醇抗性相关的基因表达变化，包括炎症因子（如IL-17A和Csf2）和抗炎基因（如Gilz）的表达变化。

图1. 治疗性阻断IL-1R改善EAE对GC治疗的敏感性

图2. IL-1β刺激极化的T_H17细胞对GC治疗产生抗性

图3. IL-1R介导的信号驱动转录组程序逆转GC疗效

图4. 抗IL-1R抑制CNS中CD69⁺STAT5⁺炎性T_H17细胞的类固醇抵抗

图5. EAE中IL-1β介导的类固醇抵抗需要STAT5

图6. IL-1β通过将JAK2-STAT5募集至MyD88和IRAK2诱导STAT5活化