IL-25在肾间质纤维化进程中的作用及机制研究

Immune cells infiltration is associated with renal structural damage, dysfunction and interstitial fibrosis. Our group firstly reported that administration of IL-25 significantly reduce renal injury through induction of M2 macrophage in Adriamycin nephropathy. Further study demonstrated that IL-25 elicit type 2 innate lymphoid cells (ILC2) which induce M2 macrophage through secretion of IL-13 in kidney ischemic reperfusion injury model. However, the role of IL-25 and ILC2 in renal fibrosis is unknown. Recently, we found IL-25 and its receptor (IL-17RB) expression was significantly increased in kidney of unilateral ureteral obstruction (UUO) mice, suggesting that IL-25 may play an important role in progress of renal fibrosis. According to the results from our group and other published reports, we presumed that IL-25 elicited a large amount of ILC2 cells in kidney, where the elicited ILC2 polarized tissue resident macrophage towards M2 phenotype through secreting IL-13, thereby M2 macrophage medicate epithelial-mesenchymal transition and following the renal fibrosis via production of TGF-beta. In this project, we will preform clinical case analysis, obstructive nephropathy model in transgenic mice such as IL-25-deficient mouse to reveal the role and mechanisms of IL-25 and ILC2 in development of renal fibrosis. This study will identify the novel therapeutic targets for treatment of renal fibrosis in chronic kidney diseases.

免疫细胞聚集与肾结构损伤、功能紊乱及间质纤维化关系密切。本课题组首次报道了IL-25在阿霉素肾病可诱导肾脏M2型巨噬细胞增加，而在肾缺血再灌注模型中可增加肾脏中2型天然免疫细胞(ILC2)的数量，减轻引起的肾损伤。但IL-25、ILC2与肾纤维化之间的关系未见报道，近期我们的实验结果表明在阻塞性肾病肾组织中IL-25及其受体IL17RB呈现高表达，这提示IL-25可能参与肾纤维化的发生，那么三者究竟有什么关系呢？通过查阅文献，结合我们的实验结果，我们提出IL-25可增加肾组织中ILC2的数量，而ILC2则通过分泌IL-13诱导巨噬细胞向M2型极化，M2型巨噬细胞则通过分泌TGF-β，诱导肾上皮细胞向间质细胞转化，增加肾间质纤维化。本课题将通过临床病例分析、阻塞性肾病模型、基因敲除小鼠等详细探讨IL-25及其主要靶向细胞ILC2在肾纤维化中的作用，为治疗肾纤维化提供靶点。

通过Crispr/cas9制备了IL25-/-小鼠，然后通过杂交和自交，获得了IL25-/-db/db纯合子小鼠；购买NSG小鼠，通过输入脐带血CD34+HSC，制备了人源化小鼠。课题组首先鉴定了人类慢性肾病模型中ILCs的分布和比例，发现ILC1、ILC2、ILC3分别占肾脏ILCs总数的13%、32%、54%，均分布在皮质。PCR检测发现，DN患者的ILC1分泌IFN-γ增多最明显、ILC3分泌IL17增多，而ILC2分泌IL13能力下降；IgA肾病患者ILC3分泌IL17增多最明显、ILC1分泌IFN-γ增加，ILC2分泌IL13能力下降。与人类肾脏ILC3亚群比例最高不同，在小鼠肾脏中，ILC1-3分别占ILCs总数的8%、59%、33%。ILCs的细胞因子分泌具有明显的细胞特异性，而且在疾病条件下发生了改变。利用获得的IL25-/-db/db小鼠，制备糖尿病肾病模型，取8W、16W、24W的DN肾组织进行RNA-SEQ，发现在糖尿病肾病晚期CRLF1及其伴侣分子CLCF1表达升高30多倍以上，受体CNTFR表达升高8.6倍。通过免疫组化检测α-SMA和Masson染色，发现，IL25 KO可以降低糖尿病肾病晚期的肾纤维化。随着DN疾病进展ILC2可以从50%增加到91%，明显增高。单细胞测序分析和流式细胞术显示肾脏巨噬细胞中M1向M2极化，且CRLF1和CLCF1表达升高。随后，课题组用免疫荧光检测显示，CRLF1在肾脏中几乎都与F4/80共定位，这提示巨噬细胞是肾脏CRLF1的主要来源细胞。利用anti-CD90中和抗体清除ILC2和LC清除肾脏巨噬细胞，可以减轻体内输入IL25/33导致肾纤维化，这提示IL25可以通过ILC2影响M2型巨噬细胞，而M2型巨噬细胞可以通过分泌CRLF1直接作用与肾小管上皮细胞表面的CNTFR作用，促进肾小管上皮细胞向间质细胞转化（EMT），促进肾纤维化。另外，在急性肾病模型IRI中，IL33预处理的2型固有免疫样细胞ILC2可以通过Areg依赖方式发挥肾脏保护作用。重组小鼠IL-33治疗可预防肾结构和功能损伤，并降低缺血-再灌注损伤(IRI)小鼠的死亡率。这揭示了IL25/IL-33-ILC2轴在肾炎症及肾纤维化中的双向作用，针对IL25/33-ILC2可作为一种肾脏疾病的新的治疗策略。