炎症串扰损害吞噬受体并加重小鼠克隆性造血中的动脉粥样硬化

Inflammatory crosstalk impairs phagocytic receptors and aggravates atherosclerosis in clonal hematopoiesis in mice

作者信息Wenli Liu, Brian D Hardaway, Eunyoung Kim, Jessica Pauli, Justus Leonard Wettich, Mustafa Yalcinkaya, Cheng-Chieh Hsu, Tong Xiao, Muredach P Reilly, Ira Tabas, Lars Maegdefessel, Kai Schlepckow, Christian Haass, Nan Wang, Alan R Tall
PMID39531316
发布时间2024-11-12
DOI10.1172/JCI182939

实验完整度

包括体外细胞实验、体内小鼠模型(BMT)、人样本分析以及scRNA-seq等多层次验证。

主要模型

Ldlr–/–小鼠LAB Jak2VF CH模型 BMDMs(骨髓来源巨噬细胞) 人颈动脉斑块样本

重点核对

BM移植比例:1.5% Jak2VF BM与98.5% WT BM Western diet喂养16周 药物处理:4D9抗体10 mg/kg每周腹腔注射,持续14周 IL-1R1缺失在非Jak2VF细胞中的效应

摘要

克隆性造血(CH)增加炎症小体相关的动脉粥样硬化,但CH突变细胞向非突变细胞传递炎症信号的机制在很大程度上是未知的。为了解决这个问题,我们将1.5% Jak2V617F(Jak2VF)骨髓(BM)细胞与98.5% WT BM细胞混合移植到高脂血症Ldlr–/–小鼠中。低等位基因负荷(LAB)小鼠表现出加速的动脉粥样硬化,伴有斑块不稳定性特征增加,巨噬细胞吞噬受体c-Mer酪氨酸激酶(MERTK)和髓样细胞上触发受体2(TREM2)水平降低,以及中性粒细胞胞外陷阱(NETs)增加。当Jak2VF BM与Il1r1–/– BM混合移植时,这些变化被逆转。在WT BM中带有不可切割MERTK的LAB小鼠表现出坏死核心和纤维帽形成的改善以及NETs减少。激动性TREM2抗体(4D9)在对照组和LAB小鼠中均显著增加纤维帽,消除了组间差异。机制上,4D9增加了帽区TREM2+PDGFB+巨噬细胞和PDGF受体-α+成纤维细胞样细胞。在人类颈动脉斑块中,TREM2和PDGFB mRNA水平正相关,并在巨噬细胞中共表达。总之,低频率的Jak2VF突变通过Jak2VF向WT巨噬细胞和中性粒细胞的IL-1信号传导促进动脉粥样硬化,促进吞噬受体的切割和斑块不稳定性特征。稳定MERTK或TREM2的治疗方法可以促进斑块稳定,特别是在CH和炎症小体驱动的动脉粥样硬化中。

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
低等位基因负荷Jak2VF克隆性造血如何通过炎症串扰加速动脉粥样硬化?
核心机制
IL-1信号从Jak2VF突变细胞传递至WT巨噬细胞和中性粒细胞,通过p38/ADAM17通路促进MERTK和TREM2的切割,降低其功能,导致斑块不稳定;TREM2激活通过Syk/AKT/β-catenin通路上调PDGFB,促进纤维帽形成。
主要证据
小鼠BMT模型显示LAB Jak2VF增加病变和坏死核心,MERTK和TREM2降低;IL-1R1缺失逆转这些变化;非切割型MERTK减少坏死核心;4D9抗体增加纤维帽;人样本中TREM2与PDGFB正相关。
研究意义
研究提示稳定MERTK或TREM2的治疗策略可能促进斑块稳定,特别是在克隆性造血和炎症小体驱动的动脉粥样硬化中。

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LAB Jak2VF CH小鼠模型

评估低等位基因负荷Jak2VF突变对动脉粥样硬化的影响

将1.5% Jak2VF BM与98.5% WT BM混合移植到致死辐照Ldlr–/–小鼠,喂食Western diet 16周。

2

验证IL-1信号介导的炎症串扰

确定WT细胞中的IL-1R1信号是否介导炎症串扰

将Jak2VF BM与Il1r1–/– BM混合移植,比较病变、坏死核心、纤维帽、MERTK和TREM2水平。

3

评估MERTK切割对斑块坏死的影响

测试抗切割MERTK是否能减轻斑块坏死

使用MertkCR BM与Jak2VF BM混合移植,分析坏死核心面积、纤维帽和NETs。

4

测试TREM2激动性抗体4D9的效应

评估TREM2激活对斑块稳定性的影响

对LAB小鼠给予4D9或同型对照IgG,分析纤维帽、坏死核心、TREM2和PDGFB表达。

5

机制研究:IL-1β诱导MERTK切割

阐明IL-1β如何介导MERTK切割

用IL-1β处理BMDMs,检测MERTK表面表达和可溶性MERTK,并使用ADAM17抑制剂TAPI-0验证。

6

机制研究:TREM2激活促进PDGFB表达

探索TREM2激活后PDGFB上调的信号通路

用4D9处理BMDMs,检测Syk/AKT/β-catenin磷酸化及PDGFB表达,并使用Syk抑制剂fostamatinib验证。

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
聚肌苷酸聚胞苷酸----
Masson三色染色试剂盒MilliporeSigmaHT15
胆固醇检测试剂盒Wako Diagnostics--
FORCYTE兽医血液分析仪Oxford Science--
Trilogy抗原修复液Cell MARQUE920P-09
抗Mac-2抗体CedarlaneCL8942AP
GFP抗体Abcamab13970
MERTK抗体R&D SystemsBAF591
抗IL-1β抗体Abcamab9722
抗TREM2抗体Proteintech27599-1-AP
抗H3cit抗体Abcamab5103
抗切割gasdermin D抗体Cell Signaling Technology10137S
抗GSDMD抗体Santa Cruz Biotechnologysc-393581AF647
抗MPO抗体R&D SystemsBAF3667
抗decorin抗体Abcamab277636
抗α-SMA抗体MilliporeSigmaC6198
抗PDGFB抗体Abcamab23914
抗PDGFRα抗体R&D SystemsAF1062
抗TGF-β1抗体Abcamab215715
原位细胞死亡检测试剂盒MilliporeSigma--
ImageJNIH--
活/死染料Thermo Fisher ScientificMP34955
抗CD45抗体BioLegend103128
抗CD11b抗体BioLegend101216
抗Gr-1抗体BioLegend108445
抗CD115抗体BioLegend134410
抗TREM2抗体R&D SystemsFAB17291A
抗MERTK抗体Thermo Fisher Scientific12-5751-82
LSRCanto或LSR II流式细胞仪BD--
RIPA裂解液----
核蛋白提取试剂盒Abcamab113474
抗p-Syk抗体Cell Signaling Technology2710s
抗Syk抗体Cell Signaling Technology13198
抗p-AKT抗体Cell Signaling Technology4060s
抗AKT抗体Cell Signaling Technology4685
抗p-β-catenin抗体Cell Signaling Technology5651
抗β-catenin抗体Cell Signaling Technology8480S
抗组蛋白H3抗体Cell Signaling Technology4499
抗MERTK抗体R&D SystemsAF591
β-actin抗体Cell Signaling Technology4970s
TruSeq链式总RNA试剂盒Illumina--
TruSeq链式mRNA试剂盒Illumina--
多组织解离试剂盒2Miltenyi Biotec130-110-203
GentleMACS解离器Miltenyi Biotec130-093-235
GentleMACS C管Miltenyi Biotec130-096-334
死细胞去除试剂盒Miltenyi Biotec130-090-101
MS柱Miltenyi Biotec130-042-201
Illumina NovaSeq 6000测序仪Illumina--
RNeasy Mini试剂盒QIAGEN74106
NanoDrop分光光度计Thermo Scientific--
实时PCR系统Applied Biosystem--
SYBR Green预混液----

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
小鼠模型
Ldlr–/–小鼠性别(雌性)、年龄(8-12周)、辐照剂量(10.5 Gy)、BM细胞数(6百万)、Jak2VF BM比例(1.5%)
阅读提示:Methods - Mice, BMT
饮食处理
Western diet(TD88137)喂养时间(16周)
阅读提示:Methods - Mice
药物处理
4D9或IgG剂量(10 mg/kg)、给药途径(腹腔注射)、频率(每周)、持续时间(14周)
阅读提示:Methods - BMT and antibody administration
细胞处理
BMDMs分化条件(L-929条件培养基20%,5天);IL-1β浓度(25 ng/mL)和处理时间(6小时);TAPI-0浓度(5 μM);fostamatinib浓度(文中未明确说明)
阅读提示:Methods - BMDMs, Figure 5 and Supplemental Figure 6 legends
检测指标
病变面积、坏死核心、纤维帽、胶原含量、NETs(H3cit+MPO+)、MERTK和TREM2表达、PDGFB和PDGFRα表达
阅读提示:Results, Figure legends 1-7