三基序蛋白13通过调控内质网相关降解和内质网吞噬调节树突状细胞介导的脓毒症免疫应答

Tripartite motif 13 orchestrates endoplasmic reticulum-associated degradation and endoplasmic reticulum-phagy to modulate dendritic cell-mediated immune responses in sepsis

作者信息Sen Tong, Tuo Zhang, Ning Chen, Jing-Peng Liu, Shu-Ting Wei, Tian-Zhen Hua, Yu Duan, Bing Sun, Ning Dong, Yao Wu, Xiao-Mei Zhu, Yong-Ming Yao
PMID41647935
发布时间2025-12-08
DOI10.1093/burnst/tkaf077

实验完整度

包含DC特异性基因敲除小鼠模型、细胞系、蛋白质组学、免疫共沉淀、流式、ELISA、组织病理等多层级实验验证,且包含体内和体外功能及机制验证。

主要模型

DC特异性Trim13敲除小鼠(Trim13 cKO) 野生型(WT)小鼠 DC2.4细胞系 原代小鼠脾脏树突状细胞

重点核对

TRIM13表达在CLP后DC中的动态变化 DC特异性Trim13敲除效率验证 STING信号通路相关蛋白表达及磷酸化水平 DC焦亡率检测(FAM-FLICA和7-AAD双染) 组织病理学损伤评分

摘要

背景:脓毒症是一种以深刻的免疫失调和器官功能障碍为特征的危及生命的疾病。脓毒症患者树突状细胞(DCs)的功能障碍已有充分记录,并显著促进脓毒症诱导的免疫抑制;然而其潜在机制仍知之甚少。三基序蛋白13(TRIM13)已被确定为一种主要具有抑制作用的免疫调节因子。在此,我们旨在研究限制TRIM13在脓毒症期间促进DC介导的免疫应答中的潜在作用。方法:从野生型(WT)和DC特异性Trim13条件敲除(Trim13 cKO)小鼠在盲肠结扎穿刺(CLP)后分离脾脏DC。随后通过蛋白质组学、免疫印迹、流式细胞术和透射电子显微镜(TEM)分析这些细胞。DC2.4细胞感染Trim13 shRNA或Trim13过表达慢病毒载体,并用不同的药理学抑制剂处理。通过免疫共沉淀(Co-IP)和共聚焦显微镜检查蛋白质相互作用。通过酶联免疫吸附测定(ELISA)测量细胞因子水平,并通过苏木精和伊红(H&E)染色、CD45免疫组织化学(IHC)和TUNEL测定评估器官病变。结果:脓毒症攻击后,DC中TRIM13表达迅速上调。DC中缺失TRIM13破坏了内质网相关降解(ERAD)和内质网选择性自噬(ER-phagy)介导的干扰素基因刺激物(STING)降解,导致STING持续激活并增强DC功能。STING信号传导促进p-IRF3核转位、NLRP3炎症小体启动和短暂性DC焦亡,从而加剧脓毒症急性期的过度炎症。从长远来看,延长的STING信号传导抑制了DC采用免疫抑制表型,并促进了DC介导的免疫应答。最终,DC中TRIM13缺陷改善了脓毒症诱导的免疫抑制,在脓毒症晚期保留了器官功能,并降低了脓毒症小鼠的总体死亡率。结论:TRIM13在脓毒症期间作为DC功能的关键负调节因子。限制TRIM13可维持DC免疫刺激特性,对抗脓毒症诱导的免疫抑制,并改善生存结果。这些发现突出TRIM13作为脓毒症管理的潜在治疗靶点。

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
TRIM13是否通过调控DC功能影响脓毒症的免疫应答和预后?
核心机制
TRIM13通过SEL1L-HRD1 ERAD促进STING的泛素化降解,当ERAD受损时,TRIM13介导的ER-phagy作为补偿途径降解STING;TRIM13缺失导致STING持续激活,增强p-IRF3核转位和NLRP3炎症小体启动,促进DC焦亡和促炎反应,并阻止DC向免疫抑制表型转化。
主要证据
DC特异性Trim13敲除小鼠、DC2.4细胞系、蛋白质组学、免疫共沉淀、Western blot、流式细胞术、ELISA、TEM等实验证明TRIM13缺失增强STING信号、DC活化和功能,且STING抑制剂C-176逆转这些效应。
研究意义
TRIM13是脓毒症中DC功能的负调节因子,限制TRIM13可能作为改善脓毒症免疫抑制和生存预后的潜在治疗靶点。

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

建立脓毒症模型并验证TRIM13表达

观察脓毒症状态下DC中TRIM13的表达变化,并验证DC特异性敲除效果。

对WT和Trim13 cKO小鼠进行CLP手术,在不同时间点分离脾脏DC,通过免疫印迹检测TRIM13蛋白水平,并通过PCR验证基因敲除。

2

评估脓毒症小鼠的全身炎症反应和生存率

比较TRIM13缺陷对脓毒症小鼠全身炎症、白细胞计数和生存率的影响。

记录脾脏大小、WBC计数、血清细胞因子水平(ELISA)和10天生存率。

3

评估器官损伤和功能

比较TRIM13缺陷对脓毒症小鼠多器官损伤和功能恢复的影响。

通过H&E染色、IHC(CD45)、TUNEL染色评估肺、肠、肝的组织损伤;检测肺湿干比、血清DAO、D-LA、ALT、AST、TBIL、Cr和血小板计数。

4

分析DC的表型和功能

比较TRIM13缺陷对DC表面分子表达、细胞因子分泌和T细胞增殖分化的影响。

分离CLP后不同时间点的脾脏DC,流式检测CD80、CD86、MHC II表达;ELISA检测DC培养上清细胞因子;CFSE标记CD4+ T细胞与DC共培养,检测T细胞增殖和Th1/Th2极化。

5

研究TRIM13对STING信号通路的调控

探讨TRIM13是否通过影响STING蛋白降解来调节STING信号通路。

使用Trim13 KD/OE DC2.4细胞,Western blot检测STING信号通路蛋白;CHX追踪STING降解;免疫荧光观察STING与ER的共定位;ELISA检测IFN-β分泌。

6

评估DC焦亡

比较TRIM13缺陷对DC焦亡的影响。

流式检测CASP-1和7-AAD双阳性的焦亡率;Western blot检测焦亡相关蛋白(NLRP3, ASC, Caspase-1, GSDMD, Caspase-11);ELISA检测IL-1β, IL-18, HMGB1分泌;TEM观察焦亡形态。

7

验证STING通路在TRIM13缺失效应中的作用

通过抑制STING通路,验证其在TRIM13缺失诱导的DC活化、焦亡和免疫抑制中的作用。

在CLP前给Trim13 cKO小鼠腹腔注射STING抑制剂C-176,观察生存率、DC焦亡率、表面分子表达和T细胞增殖能力。

8

研究TRIM13对ERAD和ER-phagy的调控

探讨TRIM13是否通过ERAD和ER-phagy调控STING降解。

免疫印迹检测ERAD和ER-phagy相关蛋白表达;Co-IP检测STING泛素化及TRIM13-STING相互作用;使用ERAD抑制剂ESI和ER-phagy抑制剂XRK3F2处理,观察STING降解和ER-phagy形态。

9

分析下游机制:p-IRF3核转位和NLRP3表达

验证STING激活后是否通过p-IRF3核转位上调NLRP3表达,并促进DC焦亡。

免疫荧光观察p-IRF3核转位;qPCR检测NLRP3 mRNA;Co-IP检测STING-NLRP3相互作用;Western blot检测焦亡蛋白表达。

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
CD11c磁珠Miltenyi130-125-835
CD4+ T细胞生物素抗体混合物Miltenyi130-104-454
RPMI-1640培养基Gibco--
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
脂多糖(大肠杆菌O127:B8)Sigma-AldrichL4516
尼日利亚霉素MCEHY-100381
Eeyarestatin IR&D3922
XRK3F2MCEHY-112904
C-176MCEHY-112906
GSK-690693MCEHY-10249
MG-132MCEHY-13259
DC2.4细胞系--RRID: CVCL_J409
Trim13 shRNA慢病毒载体Genechem--
Trim13过表达慢病毒载体Genechem--
RIPA裂解液HuaxingbioHX1862-1
蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物HuaxingbioHX1863
SDS-PAGE凝胶试剂盒VazymeE303-C1, E305-C1
PVDF膜----
ECL发光液----
抗TRIM13抗体Abcamab194477
抗STING抗体----
抗p-STING抗体CSTD8F4W
抗TBK1抗体CSTD1B4
抗p-TBK1抗体CSTD52C2
抗IRF3抗体CSTD83B9
抗p-IRF3抗体CSTD6O1M
抗NLRP3抗体CSTD4D8T
抗ASC抗体CSTD2W8U
抗caspase-1抗体Abcamab179515
抗GSDMD抗体Abcamab209845
抗caspase-11抗体Abcamab180673
抗SQSTM1/p62抗体Abcamab109012
抗LC3A/B抗体CSTD3U4C
抗LC3B抗体CSTD11
抗Sec61B抗体CSTD5Q1W
抗HRD1/SYVN1抗体Proteintech13473-1-AP
抗SEL1L抗体Proteintech29801-1-AP
抗泛素抗体Santa Cruzsc-8017
抗IL-1β抗体CST3A6
抗CD45抗体CSTD3F8Q
FITC抗小鼠I-A/I-E抗体BioLegend107606
PE抗小鼠CD80抗体BioLegend1047088
PE/Cyanine7抗小鼠CD86抗体BioLegend105014
FAM-FLICA caspase-1检测----
7-AAD----
CFSE细胞分裂示踪试剂盒BioLegend4238
ER-Tracker RedInvitrogenE34250
LysoTracker Deep RedInvitrogenL12492
DAPIAbcamab104139
Protein A/G磁珠Biolinkedin--
免疫共沉淀试剂盒BiolinkedinIK-1004
RNA提取试剂盒V2VazymeRC112-01
SYBR Green预混液----
Quant Studio 5系统Applied Biosystems--
ELISA试剂盒R&D--
TUNEL检测试剂盒----
抗CD45抗体(IHC)CSTD3F8Q
H-7800透射电子显微镜Hitachi--
激光扫描共聚焦显微镜Leica--
全自动血液分析仪(BC-5000 Vet)Mindray--
timsTOF Pro 2质谱仪----
Strata X SPE柱----

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
脓毒症模型(CLP)
CLP手术细节:盲肠结扎比例(60%)、穿刺针规格(22号)、液体复苏(1 ml生理盐水皮下)、麻醉剂量(0.3%戊巴比妥钠60 mg/kg)
阅读提示:Methods:CLP–induced sepsis model
细胞培养与处理
DC2.4细胞和原代脾脏DC培养条件;LPS(1 μg/ml)刺激时间;Nig(20 μM)处理30分钟;各种抑制剂浓度(ESI、XRK3F2、C-176、GSK-690693等)及处理时间
阅读提示:Methods:Cell culture and stimulation
DC分离
CD11c磁珠分选方案:每10^7细胞加10 μl微珠和40 μl缓冲液;孵育15分钟;MACS柱类型
阅读提示:Methods:Isolation of mouse splenic DCs
TRIM13敲除与过表达
Trim13 shRNA靶序列(gcAGGTCAATTACTCCCTAAA);慢病毒载体构建(Genechem);嘌呤霉素筛选浓度(1 mg/ml)和筛选时间(1周)
阅读提示:Methods:Lentivirus and siRNA transduction
STING信号检测
CHX(50 μg/ml)追踪STING降解的时间点(0,2,4,6,8,10h);免疫印迹检测的蛋白(STING, p-STING, TBK1, p-TBK1, IRF3, p-IRF3)及抗体来源
阅读提示:Results:Trim13 regulates STING signaling in DCs during sepsis; Methods:Western blotting
焦亡检测
FAM-FLICA-CASP-1和7-AAD双染方案;焦亡率检测时间点(24h,48h,72h);TEM样本制备(2.5%戊二醛固定,1%锇酸后固定)
阅读提示:Methods:Flow cytometric analysis; TEM; Results:Trim13 deficiency augments gasdermin D-dependent pyroptosis
体内STING抑制实验
C-176给药剂量(750 nmol in 200 μl corn oil)、给药途径(腹腔注射)、给药时机(CLP前0.5小时)
阅读提示:Results:Reversal of Trim13 deficiency-induced DC pyroptosis and activation by STING inhibition; Figure 6
ERAD和ER-phagy功能研究
ERAD抑制剂ESI浓度(DC2.4 20 μM,原代DC 10 μM,处理4小时);ER-phagy抑制剂XRK3F2浓度(10 μM);MG-132浓度(10 μM, 12小时);Co-IP检测泛素化和相互作用的条件
阅读提示:Results:Trim13-mediated SEL1L-HRD1 ERAD and ER-phagy in septic DCs; Methods:Co-IP assay