近日，来自中南大学湘雅医院王振兴/谢辉/潘频华等研究团队在国际著名期刊Gut Microbes（IF=11.0, 一区Top）上发表研究论文，系统解析了脂肪因子Intelectin-1（ITLN1）在哮喘中的保护性作用及其分子机制。研究者利用昊为泰微生物扩增子绝对定量测序技术，结合小鼠哮喘模型、人群临床样本、靶向代谢组、转录组学及免疫学实验，首次提出ITLN1通过调控肠道微生物绝对丰度及丁酸生成，经“肠–骨–肺轴”抑制Ⅱ型炎症反应的完整作用通路，为哮喘的精准干预提供了新的理论基础。

英文题目：Exploring the role of intelectin-1 in modulating asthma through the gut–bone–lung axis

中文题目：Intelectin-1通过肠–骨–肺轴调控哮喘的作用机制

发表时间： 2025-11-24

本研究内容概要图

1.首次从“肠–骨–肺轴”整体视角阐明ITLN1在哮喘中的保护性机制，将肠道微生物、骨髓免疫细胞动员与肺部炎症反应有机串联。

2.基于昊为泰扩增子绝对定量测序技术，精准揭示ITLN1缺失导致Bifidobacteriaceae、Erysipelotrichaceae和Muribaculaceae等关键菌群绝对丰度显著下降。

3.明确丁酸（butyrate）是ITLN1调控哮喘炎症的核心代谢物，并证实其可通过抑制NF-κB-CCL8-CCR3轴缓解Ⅱ型炎症。

4.在动物模型与临床样本中双重验证CCL8作为潜在治疗靶点的临床意义，拓展了哮喘免疫干预的新方向。

昊为泰微生物扩增子绝对定量测序技术能够真实反映特定菌群的绝对丰度变化，精准揭示ITLN1缺失导致的功能性菌群真实减少，为机制推断提供了不可替代的定量证据。

本研究采用了多层级、多组学交叉验证的系统研究策略。在动物模型层面，研究者结合哮喘患者临床样本与屋尘螨（housedust mite，HDM）诱导的小鼠哮喘模型，通过基因敲除与过表达手段，系统评估ITLN1在炎症发生中的功能作用。在表型分析方面，综合运用了组织病理学染色、BALF炎症细胞计数、血清免疫球蛋白检测以及多参数流式细胞术，对肺部炎症和免疫细胞动态进行了精细检测。

在机制解析层面，本研究整合了昊为泰微生物扩增子绝对定量测序、短链脂肪酸（SCFAs）靶向代谢组学及转录组测序等关键技术，精准锁定ITLN1调控的核心功能菌群及其代谢产物丁酸，并进一步通过转录组筛选和中和抗体验证，明确了CCL8–CCR3轴在“肠–骨–肺轴”中的关键作用。

ITLN1水平下降与哮喘炎症加重密切相关

研究者首先对53例哮喘患者和34名健康人群进行了血清ITLN1水平检测。结果显示，哮喘患者血清ITLN1水平显著低于健康对照（图1B）。相关性分析发现，ITLN1水平与肺功能指标（FEV1、FVC）未呈显著相关（图1C、D），但与外周血嗜酸性粒细胞比例及数量呈显著负相关（图1E），而与中性粒细胞无明显相关性（图1F）。进一步分组分析显示，低ITLN1表达的哮喘患者嗜酸性粒细胞显著升高（图1G）。这些结果提示，ITLN1的下降可能与哮喘的Ⅱ型炎症程度密切相关。

图1. 哮喘中ITLN1水平降低并与气道炎症呈负相关。（A）健康人群与哮喘患者的基本信息。健康人群 n = 34，哮喘患者 n = 53。（B）健康人群与哮喘患者的血清 ITLN1 浓度。（C，D）哮喘患者血清 ITLN1 与 FEV1 或 FEV1% 预测值（C），以及与 FVC 或 FVC% 预测值（D）的相关性分析。（E，F）哮喘患者血清 ITLN1 与外周血嗜酸性粒细胞比例或数量（E）以及与中性粒细胞比例或数量（F）的相关性。（G，H）低 ITLN1 表达组（n = 11）与高 ITLN1 表达组（n = 41）哮喘患者中嗜酸性粒细胞比例或数量（G）以及中性粒细胞比例或数量（H）的比较。数据以平均值 ± SEM 表示。ns，差异不显著；*p < 0.05，****p < 0.0001；采用非配对Student’s t检验（A、B、G、H）和简单线性回归分析（C–F）。

ITLN1缺失加重HDM诱导的过敏性肺部炎症

在HDM诱导的小鼠哮喘模型中，研究者发现Itln1缺失小鼠（Itln1^⁻/⁻）肺组织炎症细胞浸润明显加重，H&E评分显著升高，而PAS染色显示黏液分泌无显著差异（图2A、B）。同时，Itln1缺失小鼠支气管肺泡灌洗液（BALF）中总细胞数显著增加（图2C），血清HDM特异性IgG1和IgE水平明显升高（图2D），提示ITLN1缺失显著放大了过敏性炎症反应。

图2. ITLN1缺失加重HDM诱导的过敏性肺部炎症。（A）不同处理组小鼠肺组织的代表性 H&E 染色（上）和 PAS 染色（下）图像。比例尺：100 μm。每组 n = 8–13 只小鼠。（B）不同处理组肺组织的 H&E 相对评分（左）和 PAS 相对评分（右）。每组 n = 8–13。（C）通过细胞计数检测 BALF 中的总细胞数。每组 n = 8–13。（D）ELISA 分析不同处理组小鼠血清中的 HDM-IgG1（左）和 HDM-IgE（右）。每组 n = 5–7。（E）通过流式细胞术检测 BALF 中的嗜酸性粒细胞、淋巴细胞、中性粒细胞和巨噬细胞。每组 n = 8–13。数据以平均值 ± SEM 表示。ns：差异不显著；*p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001，****p < 0.0001；采用单因素方差分析（B–F）。

ITLN1过表达可显著缓解肺部炎症反应

为验证ITLN1的治疗潜力，研究者通过腺病毒系统在小鼠体内过表达Itln1（Ad-Itln1）。结果显示，ITLN1过表达显著减轻肺组织炎症浸润（图3B、C），并降低BALF中总细胞数、嗜酸性粒细胞和淋巴细胞数量（图3E），进一步证实ITLN1在哮喘中的保护性作用。

图3. ITLN1过表达缓解HDM诱导的过敏性肺部炎症。（A）实验流程示意图。（B）不同处理组小鼠肺组织的代表性H&E染色（上）和PAS染色（下）图像。比例尺：100 μm。每组 n = 3–7。（C）不同处理组肺组织的H&E相对评分（左）和PAS相对评分（右）。每组 n = 3–7。（D）ELISA分析不同处理组小鼠血清中的HDM-IgG1（左）和 HDM-IgE（右）。每组 n = 3–6。（E）通过流式细胞术检测BALF中的总细胞数、嗜酸性粒细胞、淋巴细胞、中性粒细胞和巨噬细胞。每组 n = 3–7。数据以平均值 ± SEM 表示。ns：差异不显著；*p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001，****p < 0.0001；采用单因素方差分析（C–J）。

ITLN1缺失显著放大Ⅱ型炎症免疫反应

在明确ITLN1缺失会加重肺部炎症表型之后，研究者进一步聚焦于Ⅱ型炎症反应的免疫学机制。通过对BALF中炎症因子的检测，研究者发现，在HDM诱导条件下，Itln1^⁻/⁻小鼠BALF中IL-4、IL-5 和 IL-13水平均显著高于野生型对照组（图4A），提示ITLN1缺失显著放大了典型的Ⅱ型炎症反应。进一步的流式细胞术分析显示，Itln1^⁻/⁻小鼠肺组织中CD4⁺ T细胞比例显著升高（图4B），且这些CD4⁺ T细胞中 IL-4、IL-5 和 IL-13的表达水平明显增强（图4C）。与此同时，研究者在骨髓中也观察到CD4⁺ T细胞比例的显著升高（图4D），提示ITLN1缺失不仅影响局部肺部免疫反应，还可能促进免疫细胞的系统性动员。此外，肺组织中ILC2细胞比例显著升高（图4E），进一步表明ITLN1在限制Ⅱ型免疫细胞扩增方面发挥重要调控作用。这些结果共同表明，ITLN1缺失通过多层级放大Ⅱ型免疫反应，加剧哮喘炎症进程（图4）。

图4. ITLN1缺失加重HDM诱导的Ⅱ型炎症反应。（A）ELISA 分析不同处理组小鼠 BALF 中 IL-4（左）、IL-5（中）和 IL-13（右）水平。每组 n = 4–8。（B）通过流式细胞术检测不同处理组小鼠肺组织中的 CD4⁺ T 细胞。每组 n = 4。（C）通过流式细胞术检测不同处理组小鼠肺组织 CD4⁺ T 细胞中 IL-4（左）、IL-5（中）和 IL-13（右）的平均荧光强度（MFI）。每组 n = 4。（D）通过流式细胞术检测不同处理组小鼠骨髓中的 CD3⁺CD4⁺ T 细胞，右侧为统计结果。每组 n = 5–8。（E）通过流式细胞术检测不同处理组小鼠肺组织中的 ILC2 细胞，右侧为统计结果。每组 n = 9。数据以平均值 ± SEM 表示。ns：差异不显著；*p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001，****p < 0.0001；采用单因素方差分析（A–E）。

ITLN1缺失导致肠道菌群紊乱并抑制丁酸生成

鉴于ITLN1在肠道中具有较高表达水平，研究者进一步探索ITLN1是否通过调控肠道微生态影响哮喘炎症。利用昊为泰Accu16S^®细菌绝对定量测序（V3V4区），研究者发现，在Itln1^⁻/⁻小鼠哮喘模型中，多种与SCFAs生成密切相关的菌群在绝对丰度层面显著下降，包括Bifidobacteriaceae、Erysipelotrichaceae 和Muribaculaceae（图5A、B）。这一结果通过RT-qPCR得到进一步验证（图5C）。随后，研究者对肺组织中的SCFAs进行定量分析。主成分分析显示，不同处理组小鼠在SCFAs代谢谱上存在明显分离（图5D）。进一步分析发现，Itln1^⁻/⁻小鼠肺组织中多种SCFAs水平下降，其中丁酸的降低为显著（图5E–G）。在人群样本中，哮喘患者血清丁酸水平同样显著低于健康对照（图5H）。这些结果表明，ITLN1缺失通过破坏肠道功能菌群的绝对丰度，抑制丁酸生成，从而可能削弱其对肺部炎症的保护作用（图5）。

图5. 肠道菌群失调导致 ITLN1 缺失哮喘模型中丁酸水平下降。（A，B）不同处理组小鼠肠道菌群在科水平的绝对丰度。每组 n = 4。（C）RT-qPCR 检测不同处理组小鼠粪便中 Bifidobacteriaceae、Erysipelotrichaceae 和 Muribaculaceae 的相对丰度。每组 n = 10。（D）基于肺组织 SCFAs 测序数据的 PCA 得分图。每组 n = 4。（E–G）定量分析不同处理组小鼠肺组织中的 SCFAs 水平。每组 n = 4。（H）健康人群（n = 18）与哮喘患者（n = 23）血清丁酸浓度比较。数据以平均值 ± SEM 表示。ns：差异不显著；*p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001，****p < 0.0001；采用非配对 Student’s t 检验（C、H）和双因素方差分析（G）。

丁酸补充可显著缓解ITLN1缺失相关的炎症表型

为验证丁酸在ITLN1调控哮喘炎症中的功能作用，研究者对Itln1^⁻/⁻小鼠进行了丁酸补充干预。结果显示，与未处理组相比，丁酸补充显著减轻了肺组织炎症细胞浸润和黏液分泌（图6B、C），并显著降低血清 HDM 特异性IgG1和IgE水平（图6D）。在细胞层面，丁酸处理显著降低BALF中总炎症细胞数及嗜酸性粒细胞比例（图6E），同时显著抑制BALF中IL-4、IL-5 和 IL-13的分泌（图6F）。进一步的流式细胞术分析显示，丁酸补充可明显降低肺组织中ILC2细胞比例，并减少骨髓中CD4⁺ T 细胞的扩增（图6G、H）。这些结果表明，丁酸在ITLN1介导的抗炎过程中发挥关键功能，是连接肠道菌群变化与肺部炎症反应的重要代谢物。

图6. 丁酸补充可改善HDM诱导的Ⅱ型炎症反应。（A）实验流程示意图。（B）不同处理组小鼠肺组织的代表性 H&E 染色（上）和 PAS 染色（下）图像。比例尺：100 μm。每组 n = 10。（C）不同处理组肺组织的 H&E 相对评分（左）和 PAS 相对评分（右）。每组 n = 10。（D）ELISA 分析不同处理组小鼠血清中的 HDM-IgG1（左）和 HDM-IgE（右）。每组 n = 10。（E）通过流式细胞术检测 BALF 中的总细胞数、嗜酸性粒细胞、淋巴细胞、中性粒细胞和巨噬细胞。每组 n = 10。（F）ELISA 分析 BALF 中 IL-4（左）、IL-5（中）和 IL-13（右）水平。每组 n = 6–8。（G）通过流式细胞术检测肺组织中的 ILC2 细胞及骨髓中的 CD4⁺ T 细胞。每组 n = 5–6。（H）通过流式细胞术检测不同处理组小鼠骨髓中的 CD4⁺ T 细胞。每组 n = 5–6。数据以平均值 ± SEM 表示。ns：差异不显著；*p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001，****p < 0.0001；采用双因素方差分析（C–H）。

ITLN1缺失通过上调CCL8–CCR3轴促进炎症细胞募集

为进一步解析丁酸下降如何加重炎症反应，研究者对肺组织进行了转录组测序分析。GO富集分析显示，在Itln1^⁻/⁻哮喘模型中，与淋巴细胞迁移和趋化相关的生物过程显著富集（图7A），相关基因在转录水平整体上调（图7B）。在多个候选趋化因子中，研究者发现Ccl8的表达升高为显著。RT-qPCR和ELISA结果均证实，Itln1^⁻/⁻小鼠肺组织和BALF中CCL8水平显著升高（图7C、D）。免疫荧光染色显示，CCL8主要来源于肺组织中的F4/80⁺巨噬细胞（图7E）。体外实验进一步表明，ITLN1缺失条件下来源于骨髓的巨噬细胞中Ccl8表达显著增强（图7F）。与此同时，研究者发现骨髓 CD4⁺ T 细胞中CCR3表达水平明显升高，而CCR5和CCR8变化不显著（图7G），提示CCL8–CCR3轴可能在炎症细胞募集过程中发挥关键作用。这些结果表明，ITLN1缺失通过激活巨噬细胞来源的CCL8信号，促进炎症细胞向肺部迁移（图7）。

图7. ITLN1缺失状态下巨噬细胞CCL8及其受体表达升高。（A）基于小鼠肺组织 mRNA 测序数据，对 WT + HDM 组与 Itln1⁻/⁻ + HDM 组中淋巴细胞相关生物过程进行 Gene Ontology 富集分析。每组 n = 3。（B）淋巴细胞相关基因的热图分析。每组 n = 3。（C）RT-qPCR 检测不同处理组小鼠肺组织中 Ccl6（左）、Ccl8（中）和 Ccl9（右）的表达水平。每组 n = 4–11。（D）ELISA 分析不同处理组小鼠 BALF 中 CCL8 水平。每组 n = 7。（E）肺组织中 F4/80 与 CCL8 的免疫荧光共染分析。比例尺：200 μm。每组 n = 10。（F）RT-qPCR 检测不同处理条件下 BMDM 中 Ccl8 的表达水平。每组 n = 3。（G）通过流式细胞术检测骨髓 CD4⁺ T 细胞中 CCR3（左）、CCR5（中）和 CCR8（右）的平均荧光强度（MFI），下方面板为统计结果。每组 n = 9–12。数据以平均值 ± SEM 表示。ns：差异不显著；*p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001，****p < 0.0001；采用单因素方差分析（C、D、F）和双因素方差分析（G）。

阻断CCL8可逆转ITLN1缺失加重的哮喘炎症

在明确CCL8–CCR3轴在炎症放大中的作用后，研究者进一步通过中和抗体验证其功能意义。结果显示，在Itln1^⁻/⁻小鼠中阻断CCL8后，肺组织炎症细胞浸润和黏液分泌显著减轻（图8B、C），血清HDM-IgG1和IgE水平明显下降（图8D）。同时，BALF中总炎症细胞数及嗜酸性粒细胞比例显著降低，Ⅱ型炎症因子IL-4、IL-5和IL-13的分泌受到明显抑制（图8E、F）。流式分析进一步证实，CCL8阻断可显著减少肺组织中ILC2细胞的扩增（图8G）。在人群样本中，研究者发现哮喘患者血清CCL8水平显著高于健康对照（图8H），且CCL8水平与FEV1/FVC、FEV1和FVC呈显著负相关（图8I–K）。这些结果从动物模型和临床样本两个层面共同表明，CCL8是ITLN1介导哮喘炎症调控过程中的关键下游效应分子（图8）。

图8. 阻断 CCL8 可逆转 ITLN1 缺失加重的过敏性Ⅱ型肺部炎症。（A）实验流程示意图。（B）不同处理组小鼠肺组织的 H&E 染色（上）和 PAS 染色（下）图像。比例尺：100 μm。每组 n = 10。（C）不同处理组肺组织的 H&E 相对评分（左）和 PAS 相对评分（右）。每组 n = 10。（D）ELISA 分析不同处理组小鼠血清中的 HDM-IgG1（左）和 HDM-IgE（右）。每组 n = 4–8。（E）通过流式细胞术检测 BALF 中的总细胞数、嗜酸性粒细胞、淋巴细胞、中性粒细胞和巨噬细胞。每组 n = 10。（F）ELISA 分析 BALF 中 IL-4（左）、IL-5（中）和 IL-13（右）水平。每组 n = 5–8。（G）通过流式细胞术检测不同处理组小鼠肺组织中的 ILC2 细胞。每组 n = 9–11。（H）健康人群（n = 34）与哮喘患者（n = 45）血清 CCL8 浓度比较。（I–K）哮喘患者血清 CCL8 水平与 FEV1/FVC（I）、FEV1（J）和 FVC（K）的相关性分析。数据以平均值 ± SEM 表示。ns：差异不显著；*p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001，****p < 0.0001；采用双因素方差分析（C–G）、非配对 t 检验（H）和简单线性回归分析（I–K）。

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