建立肥胖和高血糖模型
评估饮食诱导肥胖和STZ诱导高血糖对MRSA皮肤感染易感性的影响。
C57BL/6J小鼠分别饲喂高脂饮食（60% kcal）和低脂饮食（10% kcal）12周，或腹腔注射STZ诱导高血糖，随后皮下感染MRSA。
关于丁香通
公司信息
个人用户
企业机构
无忧采购 轻松科研
- 移动端
PGE2/EP3/CXCR2轴决定肥胖小鼠皮肤感染期间增强的炎症反应
PGE2/EP3/CXCR2 Axis Dictates Amplified Inflammatory Response during Skin Infection in Mice with Obesity
实验完整度
高包含肥胖小鼠模型（DIO）、STZ诱导高血糖模型，体外细胞实验（CXCR2条件性敲除小鼠），以及基因敲除（EP3−/−）和药理学拮抗（L-798,106、Navarixin）等功能验证和机制验证。
主要模型
饮食诱导肥胖（DIO）小鼠 STZ诱导高血糖小鼠 EP3基因敲除小鼠 CXCR2髓系条件敲除小鼠
重点核对
HFD和LFD小鼠的饮食成分及喂养时长（60% vs 10% kcal，12周） MRSA感染剂量约为3×10^6 CFU 米索前列醇浓度0.03% EP3拮抗剂L-798,106浓度0.5mM CXCR2拮抗剂Navarixin剂量5mg/kg
摘要
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌引起的皮肤感染对肥胖个体构成了显著的并发症。然而，驱动这些个体皮肤宿主防御失调和损伤的因素仍不清楚。在本研究中，我们研究了一个失调的分子检查点——前列腺素E2（PGE2），它在肥胖期间未能阻止炎症反应损害受感染的皮肤，导致细菌清除不良和更大的病灶。我们的数据表明，肥胖小鼠无法控制金黄色葡萄球菌皮肤感染，表现为更大的病灶、脓肿和增加的细菌载量。肥胖小鼠对感染的高度易感性与PGE2产生减少、CXC趋化因子水平降低以及CXCR2+吞噬细胞向感染皮肤的募集减少有关。通过上位性和功能获得性方法，我们的数据表明，用FDA批准的PGE类似物米索前列醇恢复PGE2水平可减少组织损伤并增强细菌清除，其作用通过E-前列腺素3受体介导的cAMP抑制，恢复了感染肥胖小鼠中的CXC家族/CXCR2轴。通过揭示PGE2/EP3轴调节有害炎症反应的治疗效果和细胞机制，我们推进了该领域，强调了其在减少病灶大小和改善已有疾病状态下宿主防御中的作用。
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
- 探讨肥胖小鼠皮肤感染中失调的炎症反应机制，以及PGE2/EP3/CXCR2轴在宿主防御中的作用。
- 核心机制
- PGE2通过EP3受体介导cAMP抑制，恢复CXC趋化因子/CXCR2轴，促进CXCR2+吞噬细胞募集，从而减少组织损伤并增强细菌清除。
- 主要证据
- 肥胖小鼠感染皮肤中PGE2和PTGES1表达降低，米索前列醇治疗可恢复CXCR2+中性粒细胞和单核细胞募集，减少细菌载量；EP3缺失或拮抗阻断了米索前列醇的保护作用；骨髓细胞CXCR2缺失消除了其治疗效果。
- 研究意义
- 研究揭示PGE2/EP3轴在调节有害炎症反应中的作用，为肥胖等代谢功能障碍患者的皮肤感染提供潜在的宿主导向治疗策略。
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。
评估感染表型
比较肥胖和瘦小鼠的皮肤病变、细菌载量和脓肿形成。
记录病变大小、通过CFU测定细菌载量、IVIS成像和H&E染色评估脓肿形成。
检测皮肤脂质介质与PGE2水平
确定肥胖小鼠感染皮肤中PGE2及其他花生四烯酸代谢物的变化。
通过质谱法检测类花生酸，EIA检测PGE2水平。
分析PTGES1表达
探究肥胖小鼠PGE2合成减少的分子机制。
通过RT-qPCR、Western blot和RNAscope原位杂交检测PTGES1和PTGES2的表达。
评估米索前列醇治疗效果
确定局部应用米索前列醇对肥胖小鼠皮肤感染的影响。
感染后立即或感染后72小时开始，每日两次局部涂抹米索前列醇（0.03%）或对照软膏，持续9天；检测病变大小、细菌载量、IVIS成像和脓肿体积。
检测细胞因子和趋化因子以及吞噬细胞募集
研究米索前列醇对感染皮肤中细胞因子/趋化因子产生和吞噬细胞浸润的影响。
使用细胞因子微球阵列检测细胞因子水平，流式细胞术检测皮肤中的中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞及其CXCR2表达。
验证EP3受体作用
确定EP3受体在米索前列醇介导的皮肤宿主防御中的作用。
使用EP3基因敲除小鼠和EP3拮抗剂L-798,106，观察米索前列醇对细菌载量、病变大小、CXCR2+细胞募集的影响。
验证CXCR2依赖性
确定髓系CXCR2在米索前列醇介导的细菌清除中的作用。
使用CXCR2髓系条件敲除小鼠（CXCR2Dmyel）和CXCR2拮抗剂Navarixin，评估细菌载量和细胞募集。
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。
动物模型建立
脂质介质检测
产品清单
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 诱导高血糖模型 | 链脲佐菌素 | Adipogen | -- |
| 高脂饮食 | D12492 | Research Diets Inc. | -- |
| 低脂饮食 | D12450J | Research Diets Inc. | -- |
| 药物处理 | 米索前列醇 | -- | -- |
| L-798,106 | Tocris | 3342 | |
| Navarixin | MCE | HY-10198 | |
| 体外细胞消化 | 胶原酶D | Roche Diagnostics | -- |
| 流式细胞术 | F4/80-FITC抗体 | Biolegend | 123107 |
| CXCR2-PE抗体 | R&D | FAB2164P | |
| Ly6G-PerCP/Cy5.5抗体 | Biolegend | 127616 | |
| Ly6C-AF647抗体 | Biolegend | 128010 | |
| CD11b-PE/Cy7抗体 | Biolegend | 101216 | |
| CD16/32 Fc阻断抗体 | Biolegend | 101310 | |
| cAMP检测 | cAMP ELISA试剂盒 | Cayman Chemical | 581001 |
| PGE2检测 | PGE2 EIA试剂盒 | Cayman Chemical | 514010 |
| Western blot | PTGES1抗体 | Invitrogen | PA5-51036 |
| PTGES2抗体 | Invitrogen | PA5-115806 | |
| IRDye 800CW二抗 | Licor | 926-32211 | |
| RNAscope | RNAscope多重荧光V2检测试剂盒 | Advanced Cell Diagnostics (ACD) | -- |
| TSA Plus荧光素 | PerkinElmer | -- | |
| DAPI | Advanced Cell Diagnostics | -- | |
| 成像系统 | IVIS Spectrum/CT成像系统 | Perkin Elmer | -- |
| 显微镜 | 尼康Eclipse Ci显微镜 | Nikon | -- |
| 尼康Ds-Qi2相机 | Nikon | -- | |
| 基恩士BZ-X710显微镜 | Keyence | -- | |
| 图像分析 | HALO软件 | Indica Labs | -- |
| ImageJ软件 | NIH | -- |
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 |
|---|---|
| 动物模型 | C57BL/6J小鼠年龄（6-8周）、性别（雄性）、HFD喂养时长（12周）、LFD对照、STZ剂量（40 mg/kg）、连续天数（5天）、高血糖判定标准（>250 mg/dL或>240 mg/dL） 阅读提示：Materials and Methods: Animals, Diet-induced obesity, STZ-induced hyperglycemia |
| 感染模型 | MRSA菌株（USA300 LAC）、感染剂量（~3-5×10^6 CFU）、感染途径（皮下）、感染时间点 阅读提示：Materials and Methods: S. aureus strains and culture, S. aureus skin infection and treatments; Figure legends |
| 药物处理 | 米索前列醇浓度（0.03%）、给药频率（每日两次）、给药时长（9天）、EP3拮抗剂L-798,106浓度（0.5 mM）、Navarixin剂量（5 mg/kg）及给药方式（腹腔注射）和时机 阅读提示：Materials and Methods: Ointment preparation, S. aureus skin infection and treatments |
| 分子检测 | PTGES1和PTGES2的表达检测方法（RT-qPCR, Western blot, RNAscope）、时间点（第3天）、RNAscope探针目录号 阅读提示：Materials and Methods: In situ mRNA hybridization, Immunoblotting; Figure 2 |
| 免疫细胞分析 | 皮肤细胞消化酶（collagenase D）、消化时间（3小时）、流式抗体克隆和荧光标记 阅读提示：Materials and Methods: Skin single-cell isolation and staining for flow cytometry |