Tfr1的棕榈酰化增强血小板铁死亡并加重中暑肝损伤

Palmitoylation of Tfr1 enhances platelet ferroptosis and liver injury in heat stroke

作者信息Qiyuan An, Riqing Wei, Zhicheng Huang, Youyong Tang, Minghao Wang, Sixiao He, Kaihua Huang, Zhifeng Liu, Meimei Zhang, Ru Li, Junhao Huang, Keying Zhang, Jingjing Ji, Liwei Xie, Qiang Ma
PMID41584344
发布时间2026-01
DOI10.1016/j.apsb.2025.10.027

实验完整度

高

包含临床队列相关性分析、小鼠HS模型、Tfr1条件敲除与回补、体外血小板热应激模型、ABE棕榈酰化检测及功能验证。

主要模型

小鼠中暑模型 CKO-Tfr1血小板特异性敲除小鼠 体外游离血小板热应激模型 MEG-01来源的血小板样颗粒(PLP)模型

重点核对

小鼠HS模型建立条件:39.5°C、65%相对湿度,直肠温度监测 Tfr1血小板特异性敲除小鼠(PF4-Cre;Tfr1fl/fl) Tfr1过表达:AAV9-DIO-Tfr1(5×10¹¹ vg) 铁死亡抑制剂处理:fer-1(10 mg/kg,i.p.)、DFO(20 mg/kg,i.p.,bid,7天) 体外热应激条件:43°C,2小时

摘要

中暑(HS)是一种严重的医疗急症,以凝血功能障碍和高死亡率为特征,原因是器官损伤。本研究鉴定了一种新机制,其中由转铁蛋白受体1(Tfr1)棕榈酰化驱动的血小板铁死亡显著促进中暑肝损伤。我们的研究结果揭示了血小板计数与器官损伤(尤其是肝损伤)以及死亡率之间存在强烈的负相关。使用小鼠模型,我们证明抑制血小板中Tfr1介导的铁死亡可减轻血小板减少症并减少白细胞介素-1β(IL-1β)分泌,从而改善肝功能和生存结局。这项研究强调了Tfr1棕榈酰化是血小板内铁转运的关键因素,棕榈酰化抑制剂2-溴棕榈酸酯(2BP)在热应激下有效降低总铁、Fe2+、脂质ROS、4-羟基壬烯醛(4-HNE)和细胞毒性。这些结果表明,靶向血小板中Tfr1棕榈酰化依赖性铁死亡为治疗中暑诱导的血小板减少症和肝损伤提供了一种新的治疗策略。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
中暑诱导的血小板减少及肝损伤的分子机制是什么?
核心机制
热应激下血小板中ZDHHC2介导Tfr1棕榈酰化,促进Tfr1内化和循环,导致血小板铁摄取增加、铁死亡发生,进而释放IL-1β,加重肝脏损伤。
主要证据
在临床HS患者中血小板计数与肝损伤指标负相关;小鼠HS模型中血小板发生铁死亡;CKO-Tfr1小鼠中Tfr1缺失减少血小板铁死亡、IL-1β分泌,减轻肝损伤并提高生存率;ABE和co-IP证实Tfr1棕榈酰化及ZDHHC2相互作用。
研究意义
靶向血小板Tfr1棕榈酰化依赖性铁死亡为治疗中暑诱导的血小板减少症和肝损伤提供新的治疗策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床关联分析

评估HS患者中血小板计数与器官损伤及预后的关系

分析189例HS患者和183例健康对照的临床数据,包括血小板计数、多器官损伤标志物、生存期,并进行PCA和相关性分析。

2

小鼠HS模型建立及表型分析

建立中暑模型,观察血小板减少和肝损伤

小鼠在39.5°C、65%湿度下热应激,监测直肠温度,评估血小板计数、ALT/AST、肝组织HE染色、IL-1β水平。

3

血小板铁死亡鉴定

验证HS中血小板是否发生铁死亡

通过RNA-seq分析基因表达变化,TEM观察线粒体形态,检测总铁、Fe2+、脂质ROS、4-HNE,并使用铁死亡抑制剂处理验证。

4

Tfr1在血小板铁死亡中的作用

验证Tfr1是否是血小板铁死亡的关键调控因子

敲低或敲除Tfr1(PLP中sh-Tfr1;小鼠CKO-Tfr1),或过表达Tfr1(AAV9-DIO-Tfr1),检测铁代谢和铁死亡指标。

5

Tfr1棕榈酰化机制验证

验证Tfr1棕榈酰化是否由ZDHHC2介导并调控Tfr1转运

ABE棕榈酰化检测、免疫电镜定位、co-IP检测ZDHHC2-Tfr1相互作用、TF-Tfr1内化循环实验,并敲低或过表达Zdhhc2。

6

IL-1β介导肝损伤验证

验证血小板来源的IL-1β是否加重肝损伤

检测HS后血小板Caspase-1、IL-1β表达,体外热应激血小板分泌IL-1β,并通过Tfr1干预影响。

7

治疗性干预评估

评估抑制血小板铁死亡能否减轻肝损伤并改善生存

使用CKO-Tfr1小鼠及Tfr1回补,结合铁死亡抑制剂,观察血小板计数、肝损伤指标和生存率。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
autoMACS冲洗液Miltenyi Biotec--
Acrodisc白细胞过滤器Pall CorporationAP-4951
抗CD45磁珠Miltenyi Biotec130-052-301
抗Ter-119磁珠Miltenyi Biotec130-049-901
LD MidiMACS起始试剂盒Miltenyi Biotec130-090-329
TRIzol----
RNA Nano 6000检测试剂盒Agilent Technologies--
生物分析仪2100Agilent Technologies--
Illumina NovaSeq 6000测序仪Illumina--
JEOL JEM-1400 plus透射电镜JEOL--
日立H-7500透射电镜Hitachi--
日立HT-7800透射电镜Hitachi--
总铁含量比色检测试剂盒ApplygenE1042
FerroOrange探针DojindoF374
IL-1β ELISA试剂盒CUSABIOCSB-E08054m/E08053h
IL-6 ELISA试剂盒CUSABIOCSB-E04639m
IL-10 ELISA试剂盒CUSABIOCSB-E04594m-IS
TNF-α ELISA试剂盒CUSABIOCSB-E04741m
4-HNE ELISA试剂盒CUSABIOCSB-E13412m/E16214h
C11-BODIPY581/591探针InvitrogenD3861
H2DCFDA探针MedChemExpressHY-D0940
抗Tfr1抗体Biolegend113807
抗Tfr1抗体BD Biosciences561939
Caspase-1抗体ImmunoChemistry97/9122
抗CD61抗体Biolegend104306
抗CD42b抗体Biolegend303903
抗CD62p抗体Biolegend148304
CytoFLEX S流式细胞仪Beckman Coulter--
SweScript一步法qPCR反转录预混液ServicebioG3337
2×通用Blue SYBR Green qPCR预混液ServicebioG3326
抗Tfr1抗体Abcamab214039
抗ZDHHC2抗体InvitrogenPA5101994
β-微管蛋白抗体----
聚偏二氟乙烯膜----
RPMI-1640培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
聚凝胺----
嘌呤霉素----
丙戊酸MedChemExpressHY-10585
重组人促血小板生成素PeproTech96-300-18-10
花生四烯酸Sigma-Aldrich10931
腺苷二磷酸MedChemExpressHY-W010918
LDH细胞毒性检测试剂盒Beyotime BiotechnologyC0017
抗Clec4f抗体R&D SystemsAF2784
抗谷氨酰胺合成酶抗体Abcamab73593
抗CD42b抗体Abcamab183345
CellTracker Green CMFDA探针InvitrogenC7025
酪胺信号放大间接检测试剂盒HISTOVADFT4C100
抗Ki-67抗体ServicebioGB111141
DAB底物溶液Cell Signaling Technology8059
激光扫描共聚焦显微镜(Zeiss LSM880)Leica--
N-乙基马来酰亚胺Thermo Fisher Scientific23030
羟胺Thermo Fisher Scientific26103
链霉亲和素磁珠MilliporeLSKMAGT02
Alexa Fluor 488偶联转铁蛋白InvitrogenT13342
Ferrostatin-1SelleckchemS7243
甲磺酸去铁胺Sigma-AldrichD9533
TroloxSelleckchemS3665
2-溴棕榈酸酯Sigma-Aldrich238422
星形孢菌素MedChemExpressHY-15141
苄基-α-N-乙酰半乳糖胺MedChemExpressHY-129389
衣霉素MedChemExpressHY-A0098
促血小板生成素3SBIOINC--
小鼠血小板清除抗体(αCD42b)emfret AnalyticsR300
AAV9-DIO-Tfr1病毒----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
临床队列研究
HS患者与健康对照的样本量、纳入排除标准、检测时间点
阅读提示:Materials and methods: Clinical study design, participants and analysis; Figure 1 legend
小鼠HS模型建立
小鼠品系、年龄、性别、环境温度、湿度、热应激持续时间、取样时间点
阅读提示:Materials and methods: Animal models; Figure 2 legend
血小板功能验证
血小板纯化方法、药物处理浓度和时间、热应激条件、共培养细胞类型
阅读提示:Materials and methods: Platelet purification and treatment; Simulated HS model in vitro; Figure 2 legend
RNA-seq分析
血小板收集时间点、RNA提取方法、测序平台、生物信息学分析流程
阅读提示:Materials and methods: RNA-seq and bioinformatic analysis; Figure 3 legend
基因操作
CKO-Tfr1小鼠构建方法、AAV9病毒注射剂量、基因敲低或过表达验证
阅读提示:Materials and methods: Animal models; Cell culture and stable cell line establishment
铁死亡检测
铁代谢指标(总铁、Fe2+)、脂质过氧化指标(4-HNE、脂质ROS)的检测试剂和方法
阅读提示:Materials and methods: Iron assay; Flow cytometry; ELISA;Figure 3 legend
蛋白棕榈酰化检测
ABE检测步骤,包括NEM烷基化、羟胺处理、生物素标记等
阅读提示:Materials and methods: Acyl-biotin exchange (ABE) palmitoylation assay; Figure 4 legend
体外细胞模型
MEG-01细胞培养条件、PLP制备步骤、热应激条件、处理药物
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and stable cell line establishment; Preparation of platelet-like particle (PLP)