通过FOXM1介导的FAK磷酸化激活自噬诱导野百合碱诱导的肺动脉高压

Activation of Autophagy Induces Monocrotaline-Induced Pulmonary Arterial Hypertension by FOXM1-Mediated FAK Phosphorylation

作者信息Cui Zhai, Nana Zhang, Jian Wang, Meng Cao, Jing Luan, Huan Liu, Qianqian Zhang, Yanting Zhu, Yuxin Xue, Shaojun Li
PMID36107242
期刊Lung
发布时间2022-10
DOI10.1007/s00408-022-00569-4

实验完整度

文献包含体内大鼠模型、蛋白表达及功能验证,但缺乏体外细胞实验及分子机制的直接验证,如FOXM1对FAK的直接调控未证实。

主要模型

雄性SD大鼠野百合碱诱导PAH模型

重点核对

大鼠品系为雄性SD大鼠,体重200-250g MCT剂量为60mg/kg单次腹腔注射 FOXM1抑制剂thiostrepton剂量为20mg/kg,每日腹腔注射2周 FAK抑制剂Y15剂量为15mg/kg,每日腹腔注射 自噬抑制剂CQ剂量为40mg/kg,每日腹腔注射

摘要

目的:已有研究表明自噬的激活促进肺动脉高压(PAH)的发展。同时,叉头框M1(FOXM1)已被发现在几种类型的癌症中诱导自噬。然而,FOXM1是否在PAH中介导自噬激活仍不清楚,且这些过程的详细机制尚不明确。方法:通过给大鼠单次腹腔注射野百合碱(MCT)诱导PAH。测量右心室收缩压(RVSP)、右心室肥厚指数(RVHI)、中膜厚度百分比(%MT),并进行α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)染色和Ki67染色以评估PAH的发展。通过免疫印迹或免疫组织化学检测FOXM1、磷酸化粘着斑激酶(p-FAK)、FAK和LC3B的蛋白水平。结果:在MCT诱导的PAH大鼠中,FOXM1蛋白水平和FAK活性显著增加,并伴有自噬激活。药理学抑制FOXM1或FAK可抑制MCT诱导的自噬激活,降低MCT诱导的PAH大鼠的RVSP、RVHI和%MT,并抑制肺动脉平滑肌细胞的增殖和肺血管肌化。结论:FOXM1通过诱导FAK磷酸化及随后的自噬激活促进MCT处理大鼠PAH的发展。

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
FOXM1是否通过FAK磷酸化激活自噬,从而促进野百合碱诱导的肺动脉高压的发展?
核心机制
FOXM1通过增加FAK的磷酸化,随后激活自噬,从而促进肺动脉高压的发展。
主要证据
MCT诱导的PAH大鼠中FOXM1蛋白水平和FAK活性增加,伴随自噬激活;抑制FOXM1(thiostrepton)或FAK(Y15)降低自噬水平,并减轻RVSP、RVHI、%MT、PASMC增殖和肺血管肌化。
研究意义
该研究可能有助于开发更有效的PAH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

建立MCT诱导的PAH大鼠模型并分组给药

建立PAH模型并评估药物干预对PAH发展的影响。

雄性SD大鼠随机分为六组:对照组、MCT组、MCT+vehicle组、MCT+thiostrepton组、MCT+Y15组、MCT+CQ组。通过单次腹腔注射MCT(60mg/kg)建立PAH模型,2周后予以thiostrepton(20mg/kg)、Y15(15mg/kg)或CQ(40mg/kg)每日腹腔注射,共2周。

2

评估PAH发展指标

检测PAH的严重程度。

测量右心室收缩压(RVSP)和右心室肥厚指数(RVHI),并进行肺组织HE染色评估中膜厚度百分比(%MT)、α-SMA免疫组化评估肺血管肌化、Ki67免疫组化评估PASMC增殖。

3

检测自噬水平

验证MCT诱导的PAH中自噬是否被激活。

通过免疫印迹检测肺组织LC3B蛋白水平及LC3B-II/LC3B-I比值,通过免疫组化检测LC3B阳性PASMC百分比。

4

检测FAK活性

评估MCT诱导的PAH中FAK的磷酸化水平。

通过免疫印迹检测肺组织中p-FAK和FAK蛋白水平。

5

检测FOXM1表达

验证FOXM1在MCT诱导的PAH中的表达变化。

通过免疫印迹检测肺组织中FOXM1蛋白水平。

6

抑制FOXM1后的效应检测

验证抑制FOXM1能否减缓PAH发展并影响FAK和自噬。

给予FOXM1抑制剂thiostrepton后,检测RVSP、RVHI、%MT、α-SMA、Ki67、p-FAK、LC3B水平。

7

抑制FAK后的效应检测

验证抑制FAK能否减缓PAH发展并抑制自噬。

给予FAK抑制剂Y15后,检测RVSP、RVHI、%MT、α-SMA、Ki67、LC3B水平。

8

抑制自噬后的效应检测

验证抑制自噬能否减缓PAH发展。

给予自噬抑制剂CQ后,检测RVSP、RVHI、%MT、α-SMA、Ki67、LC3B水平。

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
野百合碱Sigma-Aldrich--
硫链丝菌素Selleckchem--
Y15Selleckchem--
磷酸氯喹Aladdin Bio-Chem Technology Co., Shanghai, China--
抗α-SMA抗体BosterBM0002
抗Ki67抗体ImmunowayYM3064
抗LC3B抗体Proteintech18725-1-AP
RIPA裂解液HEART--
BCA蛋白定量试剂盒Pierce--
PVDF膜Bio-Rad--
抗β-actin抗体ImmunowayYM3028
抗FOXM1抗体Signalway Antibody32671
抗p-FAK抗体Santa Cruzsc-374668
抗FAK抗体Proteintech12636-1-AP
HRP标记的山羊抗兔IgGSigma-AldrichAP156P
HRP标记的山羊抗小鼠IgGSigma-AldrichAP127P
增强化学发光检测系统Amersham Bioscience--
Quality One软件Bio-Rad--

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
大鼠品系、性别、体重、MCT剂量及给药方式
阅读提示:Materials and Methods: Animals, Generation of PAH Models and Drug Treatment
药物处理
thiostrepton、Y15、CQ的剂量、给药方式、给药时间
阅读提示:Materials and Methods: Generation of PAH Models and Drug Treatment
血流动力学及形态学评估
RVSP测量方法、RVHI计算、%MT计算方法、血管直径范围、样本量
阅读提示:Materials and Methods: Measurement of RVSP and RVHI, Histologic Analysis
免疫组化
抗体品牌、货号、稀释比、切片厚度、观察血管直径及数量
阅读提示:Materials and Methods: Immunohistochemistry
蛋白质印迹
抗体品牌、货号、稀释比、蛋白上样量、凝胶浓度、检测系统
阅读提示:Materials and Methods: Western Blot Analysis