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2022年十大研究领域中的细胞因子高水平文章盘点

2022年十大研究领域中的细胞因子高水平文章盘点

【概要描述】检测不同细胞因子的变化是认识和理解相关疾病的发生机制及恶化程度的重要指标,在此为大家整理了细胞因子芯片技术在妇产科、生物材料、公共卫生等十种研究领域中的经典应用案例,希望对相关领域研究人员有所帮助。

2022年十大研究领域中的细胞因子高水平文章盘点

【概要描述】检测不同细胞因子的变化是认识和理解相关疾病的发生机制及恶化程度的重要指标,在此为大家整理了细胞因子芯片技术在妇产科、生物材料、公共卫生等十种研究领域中的经典应用案例,希望对相关领域研究人员有所帮助。

  • 分类:华盈视角
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  • 发布时间:2023-01-16 09:59
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很多疾病进展过程中都涉及到炎症反应等免疫相关事件的发生,并与疾病的恶化程度密切相关,例如细胞因子风暴等过度的免疫反应会造成严重的组织损伤。在疾病炎症反应过程中,由免疫细胞和某些非免疫细胞(内皮细胞、表皮细胞、纤维母细胞等)经刺激而合成和分泌的细胞因子执行着非常关键的作用,具有调节固有免疫和适应性免疫、细胞生长、多能干细胞活性以及损伤组织修复等多种功能。因此,检测不同细胞因子的变化是认识和理解相关疾病的发生机制及恶化程度的重要指标。

华盈生物作为国内细胞因子检测服务的特色高新技术企业,建立了“四位一体”的细胞因子芯片平台,可以进行上千种细胞因子同步筛选多样本同步检测多因子fg级超低丰度因子检测单个活细胞分泌多因子检测等服务。服务客户已发表的文章超过了300多篇,积累了不同研究领域细胞因子检测的丰富经验,也深刻体会到了细胞因子在不同领域中的研究价值。在此,小编为大家整理了Bio-plex细胞因子芯片技术在肿瘤、妇产科、生物材料、公共卫生、眼科疾病、呼吸/肺疾病、神经/脑疾病、心脑血管疾病、消化系统疾病、自身炎症性疾病/自身免疫性疾病等十种研究领域中的经典应用案例,希望对相关领域研究人员有所帮助。

|   01、细胞因子芯片在妇产科研究中的应用

产后出血是孕产妇死亡的主要原因,子宫收缩乏力是产后出血的最常见原因。相较而言,血浆更容易获得,更易作为评估的指标。该研究纳入36名符合失张力性产后出血的临床诊断标准产妇,36名无产后出血的患者作为对照组。分别在妊娠早期、 妊娠晚期早期和晚期晚期采集母体血浆,并使用Human 48-Plex测定细胞因子浓度(华盈生物提供检测服务),发现晚期母体血浆失张力性产后出血组中大多数细胞因子的浓度较低,而在妊娠晚期,有12种细胞因子的浓度显著升高,并且这些显著变化的细胞因子构建的失张力性产后出血预测模型具有较高的预测效能。相关研究成果在妇产科顶刊AJOG(IF=10.693)上发表。

其他妇产科领域文章列表:

|   02、细胞因子芯片在生物材料研究中的应用

2022年8月,第三军医大学周新元、江军、吴玉章课题组在在Biomaterials(IF=15.304)上发表研究,设计了一种肿瘤微环境(TME)响应性MnO2-蜂毒肽纳米颗粒(M-M NPs)。M-M NPs在模拟TME中消耗谷胱甘肽并通过类Fenton反应产生•OH,在体外特异性地引起肿瘤细胞死亡,在体外激活cGAS-STING通路,并在体外和体内促进抗原呈递细胞的成熟以引发全身性抗肿瘤免疫反应,包括肿瘤特异性T细胞的增加和更多促炎细胞因子和趋化因子的产生(Mouse 23-Plex,华盈生物提供检测服务)。

其他生物材料领域文章列表:

|   03、细胞因子芯片在公共卫生研究中的应用

百草枯(PQ)是世界上使用最广泛的除草剂,也是众所周知的人类强效神经毒素。PQ暴露与增加帕金森病的风险有关。然而,其在PD发病机制中的神经毒性作用的机制尚不清楚。2022年9月,浙江大学医学院周舟教授团队在Environ Int(IF=13.352)发表文章,研究采用Mouse 23-Plex(华盈生物提供检测服务)发现,PQ暴露增加了血清促炎细胞因子并引发了中脑的神经炎症,中脑中的促炎细胞因子与运动缺陷呈正相关,人体PQ中毒也显著升高了血清促炎细胞因子并诱导了强烈的全身炎症。总之,PQ暴露的这些神经毒性作用可能在机制上促成PQ诱发的帕金森病的发病机制。

其他公共卫生领域文章列表:

|   04、细胞因子芯片在眼科疾病研究中的应用

玻璃体纤维血管膜(FVM)是增殖性糖尿病视网膜病变(PDR)的标志,会导致视网膜出血、脱离,并最终导致失明。然而,关于FVM的病理生理学知之甚少。2022年1月,南京医科大学第一附属医院刘庆淮课题组在Diabetes(IF=9.461)上发表研究,对手术收获的 PDR-FVM使用scRNA-seq确定了小胶质细胞的GPNMB+亚群具有促纤维化和纤维化特性,进一步采用Human 18-PlexHuman 3-Plex(华盈生物提供检测服务)发现,促纤维化小胶质细胞和PDR玻璃体中上调的细胞因子之间的配体-受体相互作用表明,包括CCR5、IFNGR1和CD44信号在内的几种通路参与了PDR微环境中小胶质细胞的激活。

其他眼科领域文章列表:

|   05、细胞因子芯片在肿瘤研究中的应用

在肿瘤治疗中,肿瘤微环境的改变也会影响最终的治疗效果。研究发现炎性肿瘤相关成纤维细胞(iCAFs)与放疗治疗效果不佳相关,进一步采用Human 27-Plex检测预后差non-pCR(n= 25)和预后良好pCR(n = 7)病人的细胞因子的表达情况,发现血清IL-1ra水平在有残余淋巴结转移的预后不良的患者中和放疗后预后差的患者中有显著降低。研究揭示了iCAFs在直肠癌治疗耐药性中的关键作用,并确定IL-1信号作为基质复极化和预防癌症相关成纤维细胞衰老的一个有吸引力的靶点。

其他肿瘤领域文章列表:

|   06、细胞因子芯片在呼吸/肺疾病研究中的应用

该研究是对2019年COVID-19爆发早期的患者进行的流行病学、临床、实验室以及治疗和临床结果的回溯性的分析。其中作者使用Human 27-Plex检测方法比较了患者,ICU患者以及健康人群的血浆的细胞因子谱后发现,COVID-19可引发严重的细胞因子风暴(CRS)。ICU患者和非ICU患者的初始血浆中IL-1β、IL1-RA、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、FGF、G-CSF、GM-CSF、IFN-γ、IP-10、MCP-1、MIP-1A、MIP-1α、PDGF、TNF-α和VEGF浓度均高于非ICU患者。健康成人和感染COVID-19的患者的血浆中 IL-5、IL12-p70、IL-15、Eotaxin 和RANTES水平相似。ICU患者的血浆IL-2、IL-7、IL-10、G-CSF、IP-10、MCP-1、MIP-1A和TNF-α浓度高于非ICU患者。

其他呼吸/肺疾病领域文章列表:

|   07、细胞因子芯片在神经/脑疾病研究中的应用

在非典型神经发育的小鼠模型中,微生物代谢物4-乙基苯基硫酸盐(4EPS)显著升高。作者从肠道微生物组中鉴定了介导膳食酪氨酸转化为4-乙基苯酚(4EP)的生物合成基因,以及生物工程肠道细菌选择性地在小鼠体内产生4EPS,发现暴露于4EPS的小鼠表现出类似焦虑的行为,而促进少突胶质细胞分化的药物治疗阻止了4EPS的行为影响。4EP和4EPS是酚类分子,可能具有毒性或炎症特性。使用Mouse 23-Plex检测促炎细胞因子的表达水平变化,发现在4EP+小鼠中,细胞因子水平趋向于大脑中的抗炎特性,而没有小胶质细胞激活的迹象。

其他神经/脑疾病领域文章列表:

|   08、细胞因子芯片在心脑血管疾病研究中的应用

Hutchinson-Gilford早衰综合征(HGPS)是一种早衰症,主要死因是冠状动脉和动脉闭塞性疾病。在HGPS的小鼠模型中,与HGPS-VSMC(vascular smooth muscle cell)相比,HGPS-EC(endothelial cells)中更多的DNA损伤,推测这可能是由于炎症的刺激。因此,研究使用Human 27-Plex检测方法评估细胞因子水平,正如预期的那样,与对照相比,HGPS-EC 中的SASP标记显著增加,HGPS-VSMC也是如此,为了进一步证实这些结果,通过RT-qPCR测量了几种公认的心血管疾病炎症标志物,这与Bio-Plex数据一致。这些研究表明,在HGPS-EC和HGPS-VSMC中,炎症标志物(如IL-1β、IL-6、ICAM1、MCP1)显著增加,但在EC和VSMC之间没有观察到细胞因子表达有差异。

 其他心脑血管疾病领域文章列表:

|   09、细胞因子芯片在消化系统疾病研究中的应用

胆道闭锁(BA)是一种严重的胆管病,可导致婴儿肝功能衰竭,但其发病机制仍有待充分表征。通过单细胞RNA分析观察到BA婴儿的巨噬细胞低炎症、Kupffer细胞清除功能缺陷、细胞毒性T细胞扩增以及CX3CR1+效应T和自然杀伤(NK)细胞缺乏。使用Human 27-Plex检测入组儿童肝活检匀浆中细胞因子的浓度。结果显示除IL-32、TNFSF8、CHI3L1、TNFSF13B 、IL-8和MMP-2外,大多数炎性细胞因子在BA患儿肝活检中显著低于对照组。

 其他消化系统领域文章列表:

|   10、细胞因子芯片在自身炎症性疾病/自身免疫性疾病研究中的应用

系统性自身炎症性疾病是由先天免疫异常激活驱动的。研究纳入对象是在6个具有早发性全身炎症的无关家族中,由NF-κB调节蛋白TNFAIP3 /A20高外显率杂合种系突变(单基因自身炎症性疾病)引起的新综合症,该家族的特点是早发性全身炎症、关节痛/关节炎、口腔/生殖器溃疡和眼部炎症。对所有A20突变体进行炎症因子检测,使用Human 27-Plex检测A20缺陷患者与健康对照组的细胞因子谱,与健康对照相比,患者血清和受LPS或葡萄球菌肠毒素b刺激的PBMC上清液中的几种促炎细胞因子水平显著增加。

其他自身炎症性疾病/自身免疫性疾病领域文章列表:

|   总结与讨论

以上所有案例及列表中文章的细胞因子检测方案均采用的是美国Bio-Rad公司的Bio-Plex 悬液芯片技术(华盈生物是Bio-Rad公司官方认证服务商),与传统 ELISA方法相比,Bio-Plex 悬液芯片具备更多优势:

目前,细胞因子已发展成为一个涉及多领域的研究热点,华盈生物已完成上万例样品的测试及分析工作,样品类型超过30种。根据自主建立的细胞因子测试数据库为客户匹配合适的产品,优选实验实施方案,大幅度提高了实验的总体成功率。根据特定的研究目的,华盈生物还可提供超过400种细胞因子的个性化组合检测,全方位满足不同研究人员的实验需求。

|   相关文献

[1] Jiang H, Shi H, Chen L, et al. Is there a relationship between plasma, cytokine concentrations, and the subsequent risk of postpartum hemorrhage? Am J Obstet Gynecol. 2022 Jun;226(6):835.e1-835.e17.

[2] Tang S, Zhou L, He H, et al. MnO2-melittin nanoparticles serve as an effective anti-tumor immunotherapy by enhancing systemic immune response. Biomaterials. 2022 Sep;288:121706.

[3] Tong T, Duan W, Xu Y, et al. Paraquat exposure induces Parkinsonism by altering lipid profile and evoking neuroinflammation in the midbrain. Environ Int. 2022 Nov;169:107512.

[4] Hu Z, Mao X, Chen M, et al. Single-Cell Transcriptomics Reveals Novel Role of Microglia in Fibrovascular Membrane of Proliferative Diabetic Retinopathy. Diabetes. 2022 Apr 1;71(4):762-773.

[5] Nicolas AM, Pesic M, Engel E, et al. Inflammatory fibroblasts mediate resistance to neoadjuvant therapy in rectal cancer. Cancer Cell. 2022 Feb 14;40(2):168-184.e13.

[6] Huang C, Wang Y, Li X, et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. Lancet. 2020 Feb 15;395(10223):497-506.

[7] Needham BD, Funabashi M, Adame MD, et al. A gut-derived metabolite alters brain activity and anxiety behaviour in mice. Nature. 2022 Feb;602(7898):647-653.

[8] Xu Q, Mojiri A, Boulahouache L, et al. Vascular senescence in progeria: role of endothelial dysfunction. Eur Heart J Open. 2022 Jul 28;2(4):oeac047.

[9] Wang J, Xu Y, Chen Z, et al. Liver Immune Profiling Reveals Pathogenesis and Therapeutics for Biliary Atresia. Cell. 2020 Dec 23;183(7):1867-1883.e26.

[10] Zhou Q, Wang H, Schwartz DM, et al. Loss-of-function mutations in TNFAIP3 leading to A20 haploinsufficiency cause an early-onset autoinflammatory disease. Nat Genet. 2016 Jan;48(1):67-73.

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