肝细胞特异性MET缺失加重对乙酰氨基酚诱导的小鼠肝毒性

Hepatocyte-Specific MET Deletion Exacerbates Acetaminophen-Induced Hepatotoxicity in Mice

作者信息Siddhi Jain, Ranjan Mukherjee, Gillian Williams, Jia-Jun Liu, Lanuza A P Faccioli, Zhiping Hu, Rodrigo M Florentino, George K Michalopoulos, Alejandro Soto-Gutierrez, Silvia Liu, Joseph Locker, Bharat Bhushan
PMID41038273
发布时间2026-02
DOI10.1016/j.ajpath.2025.09.010

实验完整度

包含细胞系(原代人肝细胞)、动物模型(肝细胞特异性MET KO小鼠)、患者样本(公共数据)、组学分析(RNA-seq),并进行功能验证(AKT激活剂)和机制验证(JNK、AKT、线粒体损伤)。

主要模型

肝细胞特异性MET敲除小鼠(MET KO) 野生型(WT)对照小鼠 原代人肝细胞

重点核对

MET敲除效率:通过AAV8-TBG-Cre病毒在7-8周龄雄性METflox/flox小鼠中实现肝细胞特异性敲除,需验证敲除效果 APAP剂量和处理:小鼠禁食16小时后腹腔注射300 mg/kg APAP(含SC79实验为600 mg/kg),需核对给药时间和剂量 AKT激活剂处理:SC79(10 mg/kg,腹腔注射)在APAP过量后2小时给予,需核对溶剂(4% DMSO)及时间点 APAP处理原代人肝细胞:10 mM APAP,联合MET抑制剂capmatinib(0.1或1 μM),处理24小时,需核对细胞分离批数和处理条件 MET抑制剂浓度:capmatinib(MET抑制剂)在0.1和1 μM浓度下使用,需核对浓度和溶解条件

摘要

尽管MET在部分肝切除后肝再生中的作用众所周知,但其在临床相关的对乙酰氨基酚(APAP)诱导的肝损伤(AILI)模型中的作用仍未被探索。AILI与部分肝切除显著不同,因为它与大量肝坏死相关。本研究旨在阐明MET在AILI中的具体作用。给肝细胞特异性MET敲除(MET KO)小鼠施用毒性剂量的APAP,并评估肝损伤/再生参数。MET缺失显著加重了初始肝毒性,并因此损害了代偿性增殖反应,最终导致显著死亡率。机制上,MET缺失增强了c-Jun N末端激酶(JNK)的激活及其线粒体转位,导致过度的线粒体氧化损伤,释放凋亡诱导因子进入胞质。过度的JNK激活归因于MET信号缺失时AKT对JNK的抑制活性降低。AKT的药理学激活降低了MET KO小鼠中的JNK激活和肝毒性。RNA测序/免疫印迹不仅显示增殖/存活信号受到抑制,还显示MET KO小鼠中细胞死亡/衰老途径的激活以及未折叠蛋白反应受损。对已发表的单核RNA测序数据的分析显示,APAP诱导的急性肝衰竭患者肝脏中的增殖与肝细胞中肝细胞生长因子/MET信号的强烈激活相关,空间转录组学显示肝细胞生长因子在坏死区周围显著诱导。有趣的是,人类急性肝衰竭中改变的基因中有35%在小鼠AILI模型中受MET调控。目前的研究表明,MET通过抑制线粒体细胞死亡信号通路,在APAP过量后限制肝毒性方面至关重要。

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
MET在APAP诱导的肝损伤(AILI)中,是否发挥限制肝损伤和促进再生的作用?其机制为何?
核心机制
MET缺失通过抑制AKT信号,导致JNK激活增强及其线粒体转位增加,加剧线粒体氧化损伤和凋亡诱导因子的释放,从而加重肝坏死;同时抑制增殖信号和未折叠蛋白反应,损害再生。
主要证据
在MET KO小鼠中,APAP注射后肝损伤加重(ALT/AST升高、坏死面积增加、死亡率),JNK磷酸化及线粒体转位增加,AKT磷酸化降低;SC79激活AKT可减轻损伤。原代人肝细胞中MET抑制加重APAP诱导的细胞死亡。
研究意义
MET信号作为限制APAP过量后肝损伤的重要保护性反应,可能为AILI提供治疗靶点。

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

建立肝细胞特异性MET敲除小鼠模型

验证MET缺失对APAP诱导肝损伤的影响

通过AAV8-TBG-Cre和对照AAV8-TBG-eGFP注射METflox/flox小鼠,获得MET KO和WT小鼠,术后1周用于实验。

2

APAP诱导急性肝损伤及时间进程分析

比较MET KO和WT小鼠在APAP过量后不同时间点的肝损伤程度

小鼠禁食16小时后腹腔注射APAP,收集血液和肝脏组织,检测血清ALT/AST、组织学坏死、死亡率。

3

检测APAP代谢及氧化应激标志物

确定MET缺失是否影响APAP代谢活化及抗氧化反应

检测CYP2E1表达、APAP蛋白加合物、GSH水平、抗氧化基因(GCLc, GCLm, Hmox1, Nfe2l2, Mt1)表达,并进行GSEA分析。

4

机制研究:AKT/JNK信号通路

探究MET缺失加重肝损伤的分子机制

通过RNA-seq和免疫印迹分析JNK和AKT信号通路,使用AKT激活剂SC79验证。

5

评估线粒体损伤及细胞死亡信号

验证MET缺失是否导致线粒体损伤和细胞死亡因子释放

分离线粒体,检测线粒体JNK、AIF释放,电镜观察线粒体形态,TUNEL染色检测DNA损伤。

6

分析再生反应

评估MET缺失对APAP诱导后肝再生的影响

检测细胞周期蛋白(Cyclin-D1, p-RB, PCNA)表达,RNA-seq分析细胞周期通路,免疫组化检测PCNA阳性细胞。

7

研究未折叠蛋白反应(UPR)

探究MET缺失是否影响UPR

检测IRE1磷酸化、BiP表达,RNA-seq分析UPR相关基因。

8

人类数据验证

验证HGF/MET信号在人类APAP诱导的急性肝衰竭中的作用

分析公共人类单核RNA测序和空间转录组数据,以及独立数据集,检测HGF/MET表达和通路激活。

9

原代人肝细胞MET抑制实验

验证MET抑制是否加重APAP诱导的人肝细胞死亡

原代人肝细胞用APAP和/或MET抑制剂处理,PI染色检测细胞死亡。

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
AAV8.TBG.PI.Cre.rBGAddgene107787-AAV8
AAV8.TBG.PI.eGFP.WPRE.bGHAddgene105535-AAV8
对乙酰氨基酚Sigma Aldrich--
SC79(AKT激活剂)MedChemExpressHY-18749
肝细胞维持培养基LonzaCC3197
Cytoseal封片剂Epredia8310-4
Poly/Bed 812树脂Polysciences, Inc.--
JEOL 1400 Plus透射电子显微镜JEOL--
AMT 2k数码相机Advanced Microscopy Techniques--
GSH检测试剂盒Sigma Aldrich--
组织线粒体分离试剂盒Thermo Scientific89801
组织蛋白提取试剂Thermo Scientific78510
蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物Thermo Scientific1861284
NuPAGE 4-12% Bis-Tris凝胶Thermo Fisher Scientific--
Immobilon-P PVDF转印膜MilliporeIPVH00010
磷酸化JNK (T183/Y185)抗体Cell Signaling Technology4668
JNK抗体Cell Signaling Technology9252
磷酸化AKT (T308)抗体Cell Signaling Technology2965
AKT抗体Cell Signaling Technology9272
GCLm抗体Cell Signaling Technology33381
AIF抗体Cell Signaling Technology4642
磷酸化ERK1/2 (T202/Y204)抗体Cell Signaling Technology9101
ERK1/2抗体Cell Signaling Technology4696
磷酸化RB (S807/811)抗体Cell Signaling Technology8516
Cyclin-D1抗体Cell Signaling Technology55506
PCNA抗体Cell Signaling Technology2586
IRE1α抗体Cell Signaling Technology3294
BiP抗体Cell Signaling Technology3177
VDAC抗体Cell Signaling Technology4661
GAPDH抗体Cell Signaling Technology5174
β-actin抗体Cell Signaling Technology4970
p21抗体Santa Cruz Biotechnologysc-6246
TGF-β1抗体R&D SystemsRDI-TGFβ1
CYP2E1抗体Atlas AntibodiesHPA009128
磷酸化IRE1 (S724)抗体ABclonal TechnologiesAP1442
GCLc抗体ABclonal TechnologiesA25132
PCNA抗体(1:3000)Cell Signaling Technology2586
TUNEL检测试剂盒Sigma AldrichS7100
TRIzol试剂----
Novogene RNA测序服务Novogene--
GraphPad Prism 10.0版GraphPad Software--

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
动物模型与APAP处理
实验用METflox/flox小鼠的年龄(7-8周龄)、性别(雄性)、APAP剂量(300或600 mg/kg)、给药途径(腹腔注射)、禁食时间(16小时)、采样时间点(0、1、3、6、24小时)
阅读提示:Materials and Methods, Animals, Treatments, and Tissue Collection
MET敲除验证
用于敲除的AAV8-TBG-Cre病毒滴度(2.5×10^11病毒颗粒/只)、敲除效率确认(RNA-seq验证)
阅读提示:Materials and Methods, Animals, Treatments, and Tissue Collection; Supplemental Figure S1
AKT激活剂实验
SC79剂量(10 mg/kg)、给药时间(APAP后2小时)、溶剂(4% DMSO)、APAP剂量(600 mg/kg)
阅读提示:Materials and Methods, Animals, Treatments, and Tissue Collection
原代人肝细胞实验
细胞来源(Human Liver Tissue & Hepatocytes Research Resource)、培养基(Lonza CC3197)、APAP浓度(10 mM)、MET抑制剂浓度(0.1或1 μM)、HGF浓度(50 ng/mL)、处理时间(24小时)、细胞死亡检测(PI染色)
阅读提示:Materials and Methods, Primary Human Hepatocyte Experiments
转录组分析
RNA-seq样本量(n=3)、时间点(0、6、24小时)、差异基因筛选标准(P<0.05, 1.5倍变化)、分析软件(IPA、DAVID、GSEA)
阅读提示:Materials and Methods, RNA Isolation, Sequencing, and Analysis
人类数据验证
公共数据集(GSE223559、GSE223581、GSE120652)的获取和分析条件,差异基因标准(≥2倍变化,P<0.05)
阅读提示:Materials and Methods, RNA Isolation, Sequencing, and Analysis; Results, HGF/MET Signaling Activation in Human ALF
组织学及生化检测
肝脏固定、切片、染色方法(H&E)、坏死面积评估、ALT/AST测量方法、GSH检测试剂盒
阅读提示:Materials and Methods, Histologic Analysis and Serum ALT/AST Measurements; Estimation of Total Glutathione Level