سطح Lcn-2 مدفوع یک شاخص بیولوژیکی حساس برای التهاب روده در مولتیپل اسکلروزیس است
تاریخ انتشار: چهارشنبه 07 دی 1401
| امتیاز:
مولتیپل اسکلروزیس (MS) با التهاب روده و دیس بیوز روده مرتبط است. برای روشن کردن اساس بیولوژیکی التهاب روده مرتبط با MS، ما نفوذ سلولهای ایمنی روده را در طول ایجاد آنسفالومیلیت خودایمنی تجربی (EAE) در موشهای تراریخته انسانی (Tg) که HLA-DR2a و گیرنده سلول T انسانی (TCR) خاصی که کمپلکسMBP87-99)/HLA-DR2a ) پپتیدی-پروتئینی پایه میلین را بیان میکنند، مورد بررسی قرار دادیم. به طور قابل توجهی، ما به ایجاد همزمان EAE و کولیت دست یافتیم که نشان دهنده ارتباط بین بیماریهای خودایمنی سیستم عصبی مرکزی (CNS) و التهاب روده است. بررسی کولون در این موشها نفوذ سلولهای Th17 اختصاصی MBP و همچنین جذب نوتروفیلها را نشان میدهد. علاوه بر این، مشاهده کردیم که لیپوکالین-2 مدفوعی (Lcn-2)، که یک نشانگر زیستی التهاب روده است، به طور قابل توجهی افزایش یافته و عمدتاً توسط نوتروفیلهای نفوذ کننده به روده تولید میشود. سپس یافتههای خود را به بیماران اماس تعمیم دادیم و نشان دادیم که سطح Lcn-2 مدفوع در این بیماران در مقایسه با اهداکنندگان سالم (HDs) به طور قابلتوجهی افزایش یافته است. افزایش سطح Lcn-2 مدفوع با کاهش تنوع باکتریایی و افزایش سطوح دیگر نشانگرهای التهاب روده از جمله نوتروفیل الاستاز و کالپروتکتین مرتبط است. جالب اینجاست که باکتریهایی مانند Anaerobutyricum ، Blautia و Roseburia که تصور میشود برای بیماری التهابی روده (IBD) مفید هستند، در بیماران مبتلا به MS با Lcn-2-high مدفوع کاهش مییابد. ما همچنین روند کاهشی در سطح استات سرم (یک اسید چرب با زنجیره کوتاه) در بیماران مبتلا به MS با Lcn-2 بالا در مقایسه با اهداکنندگان سالم مشاهده کردیم. علاوه بر این، کاهش فراوانی نسبی Blautia massiliensis به طور قابل توجهی با کاهش استات در سرم بیماران ام اس همراه بود. این مطالعه نشان میدهد که نفوذپذیری روده به سلولهای Th17 و جذب نوتروفیلها با ایجاد دیس بیوز روده و التهاب روده مرتبط است و سطح Lcn-2 مدفوع یک شاخص بیولوژیکی حساس برای دیس بیوز روده دربیماری مولتیپل اسکلروزیس است.
Fecal Lcn-2 level is a sensitive biological indicator for gut dysbiosis and intestinal inflammation in multiple sclerosis
Sudhir K. Yadav1 , Naoko Ito1 , John E. Mindur 1† , Hetal Kumar 1 , Mysra Youssef 1,2, Shradha Suresh1 , Ratuja Kulkarni 1 , Yaritza Rosario1 , Konstantin E. Balashov1† , Suhayl Dhib-Jalbut 1,3*‡ and Kouichi Ito
Multiple Sclerosis (MS) has been reported to be associated with intestinal inflammation and gut dysbiosis. To elucidate the underlying biology of MS-linked gut inflammation, we investigated gut infiltration of immune cells during the development of spontaneous experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) in humanized transgenic (Tg) mice expressing HLA-DR2a and human T cell receptor (TCR) specific for myelin basic protein peptide (MBP87-99)/HLA-DR2a complexes. Strikingly, we noted the simultaneous development of EAE and colitis, suggesting a link between autoimmune diseases of the central nervous system (CNS) and intestinal inflammation. Examination of the colon in these mice revealed the infiltration of MBP-specific Th17 cells as well as recruitment of neutrophils. Furthermore, we observed that fecal Lipocalin-2 (Lcn-2), a biomarker of intestinal inflammation, was significantly elevated and predominantly produced by the gut-infiltrating neutrophils. We then extended our findings to MS patients and demonstrate that their fecal Lcn-2 levels are significantly elevated compared to healthy donors (HDs). The elevation of fecal Lcn-2 levels correlated with reduced bacterial diversity and increased levels of other intestinal inflammation markers including neutrophil elastase and calprotectin. Of interest, bacteria thought to be beneficial for inflammatory bowel disease (IBD) such as Anaerobutyricum, Blautia, and Roseburia, were reduced in fecal Lcn-2-high MS patients. We also observed a decreasing trend in serum acetate (a short-chain fatty acid) levels in MS Lcn-2-high patients compared to HDs. Furthermore, a decrease in the relative abundance of Blautia massiliensis was significantly associated with a reduction of acetate in the serum of MS patients. This study suggests that gut infiltration of Th17 cells and recruitment of neutrophils are associated with the development of gut dysbiosis and intestinal inflammation, and that fecal Lcn-2 level is a sensitive biological indicator for gut dysbiosis in multiple sclerosis.
https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.1015372
PMID: 1015372