IL-33诱导的ILC2活化与糖酵解/HIF-1α上调
验证IL-33是否能激活ILC2的糖酵解代谢并上调HIF-1α表达。
通过鼻内或腹腔注射IL-33建立小鼠模型,分选肺ILC2,检测糖酵解相关基因表达、HIF-1α蛋白水平、乳酸浓度及细胞外酸化率(ECAR)和耗氧率(OCR)。
Blocking the HIF-1α/glycolysis axis inhibits allergic airway inflammation by reducing ILC2 metabolism and function
包含细胞实验、IL-33和HDM动物模型、条件性基因敲除小鼠、过继转移、RNA-seq及临床样本分析等多层级验证。
小鼠IL-33诱导的过敏性气道炎症模型 小鼠HDM诱导的过敏性气道炎症模型 人外周血ILC2 小鼠肺ILC2
2-DG和2-ME的剂量及给药方式(2-DG: 2 g/kg/day ip; 2-ME: 30 mg/kg/day ip) IL-33和HDM的给药方案(IL-33: 500 ng/只鼻内3天; HDM: 1 μg致敏,10 μg/天挑战6天) HIF-1α条件性敲除小鼠模型(Il7rcreΔHIF-1α和IL-5tdTomato-creΔHIF-1α) ILC2分选纯度和培养条件(体外5000细胞/孔,IL-33 100/20 ng/mL,IL-2 20/10 ng/mL,IL-7 20/10 ng/mL) 过继转移实验(1.8×10^4 ILC2静脉注射至NSG小鼠)
提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
验证IL-33是否能激活ILC2的糖酵解代谢并上调HIF-1α表达。
通过鼻内或腹腔注射IL-33建立小鼠模型,分选肺ILC2,检测糖酵解相关基因表达、HIF-1α蛋白水平、乳酸浓度及细胞外酸化率(ECAR)和耗氧率(OCR)。
验证抑制糖酵解是否能减轻ILC2功能及IL-33诱导的炎症。
体外培养ILC2加2-DG(10 mM)检测增殖、细胞因子、乳酸;体内IL-33模型加2-DG(2 g/kg)观察炎症评分、BALF细胞、嗜酸性粒细胞、ILC2数量和功能。
验证抑制HIF-1α是否能减轻ILC2功能及IL-33诱导的炎症。
体外培养ILC2加2-ME(200 μM)检测增殖、细胞因子、乳酸;体内IL-33模型加2-ME(30 mg/kg)观察炎症指标和ILC2功能。
验证ILC/ILC2特异性HIF-1α缺失是否影响ILC2发育和功能,并减轻炎症。
构建Il7rcreΔHIF-1α和IL-5tdTomato-creΔHIF-1α小鼠,在IL-33或HDM诱导下评估肺组织炎症、ILC2数量和功能、糖酵解代谢及转录组变化。
验证HIF-1α是否直接结合IL-5、IL-13及糖酵解基因的启动子区域。
采用ChIP实验检测HIF-1α与靶基因启动子的结合,比较HIF-1α缺陷及2-DG处理后的结合变化。
验证HIF-1α/糖酵解轴在ILC2中是否以细胞内在方式调控炎症。
将不同处理组供体小鼠的肺ILC2过继转移至NSG小鼠,再进行IL-33挑战,评估炎症程度和ILC2功能。
验证在更接近临床的过敏原模型中,HIF-1α缺失是否同样减轻炎症。
对HIF-1αfl/fl、Il7rcreΔHIF-1α和IL-5tdTomato-creΔHIF-1α小鼠进行HDM致敏和挑战,评估炎症指标和ILC2功能。
验证人外周血ILC2中HIF-1α/糖酵解轴是否与哮喘相关。
收集哮喘患者和健康对照PBMC,分选ILC2,检测HIF-1α及糖酵解基因表达、乳酸、ECAR/OCR,并分析与临床指标的相关性。
按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 细胞分离 | 淋巴细胞分离液 | STEMCELL | 7851 |
| 细胞培养 | RPMI-1640培养基 | BI | 01-100-1ACS |
| 胎牛血清 | BI | 04-121-1A | |
| 青霉素-链霉素溶液 | Gibco | 15140122 | |
| 2-脱氧-D-葡萄糖 | Selleck | S4701 | |
| 2-甲氧基雌二醇 | Selleck | S1233 | |
| 重组小鼠IL-33 | BioLegend | 580506 | |
| 重组小鼠IL-2 | Novoprotein | CK24 | |
| 重组小鼠IL-7 | Novoprotein | CC73 | |
| 重组人IL-33 | Novoprotein | C091 | |
| 重组人IL-2 | Novoprotein | C013 | |
| 重组人IL-7 | Novoprotein | CX47 | |
| 细胞刺激 | 佛波醇12-豆蔻酸酯13-乙酸酯 | Sigma-Aldrich | P8139 |
| 离子霉素钙盐 | Sigma-Aldrich | I0634 | |
| 布雷菲德菌素A | Sigma-Aldrich | B5936 | |
| 流式分析 | Foxp3/转录因子染色缓冲液套装 | TONBO | TNB-1022-L160 |
| 抗小鼠CD45抗体 | eBioscience | 47-0451-82 | |
| 抗小鼠ST2抗体 | BioLegend | 145323 | |
| 抗人CRTH2抗体 | BioLegend | 350122 | |
| ELISA | 人IL-5 ELISA试剂盒 | Dogesce | DG10314H |
| 人IL-13 ELISA试剂盒 | Dogesce | DG10292H | |
| 小鼠IL-5 ELISA试剂盒 | Invitrogen | 88-7054-22 | |
| 小鼠IL-13 ELISA试剂盒 | Invitrogen | 88-7137-22 | |
| 代谢检测 | 乳酸比色检测试剂盒 | Elabscience | E-BC-K044-M |
| 乳酸检测试剂盒 | Sigma-Aldrich | MAK065 | |
| Seahorse XFe96分析仪 | Agilent | -- | |
| Seahorse XF细胞线粒体压力测试试剂盒 | Agilent | 103015-100 | |
| Seahorse XF糖酵解压力测试试剂盒 | Agilent | 103020-100 | |
| RT-qPCR | TRIzol试剂 | ECOTOP | EK-5301 |
| StarScript II第一链cDNA合成试剂盒 | Genstar | A212-10 | |
| 2×RealStar绿色荧光定量预混液 | Genstar | A314-10 | |
| ChIP | 抗HIF-1α抗体 | CST | 36169T |
| 细胞分选 | EasySep小鼠全ILC富集试剂盒 | STEMCELL | 19875 |
| EasySep人全ILC富集试剂盒 | STEMCELL | 17975 | |
| EasySep小鼠PE阳性选择试剂盒II | STEMCELL | 17666 | |
| EasySep人PE阳性选择试剂盒II | STEMCELL | 17664 | |
| 细胞分离 | I型胶原酶 | Gibco | 17018029 |
| Percoll分离液 | GE | 17-0891-09 |
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 |
|---|---|
| 细胞分选与培养 | 分选试剂盒、抗体克隆号、ILC2纯度、培养密度、细胞因子浓度(IL-33、IL-2、IL-7)及抑制剂浓度(2-DG 10 mM,2-ME 200 μM) 阅读提示:Methods 2.6节 |
| IL-33诱导模型 | IL-33剂量(500 ng/只)、给药方式(鼻内)、时间(连续3天)、2-DG剂量(2g/kg)和2-ME剂量(30 mg/kg)及给药方式(腹腔注射) 阅读提示:Methods 2.7节 |
| HDM诱导模型 | HDM致敏剂量(1 μg)和挑战剂量(10 μg)、时间点(第1天致敏,第5-10天挑战,第14天取材)、给药方式(鼻内) 阅读提示:Methods 2.8节 |
| 条件性敲除小鼠 | 基因型(HIF-1αfl/fl, Il7rcreΔHIF-1α, IL-5tdTomato-creΔHIF-1α)、敲除效率验证(ILC2中HIF-1α表达降低,其他免疫细胞无影响) 阅读提示:Methods 2.2节及结果3.4节 |
| 过继转移实验 | 供体处理(IL-33±2-DG/2-ME)、ILC2分选数量(1.8×10^4)、受体NSG小鼠、注射方式(静脉)、IL-33再挑战(鼻内3天) 阅读提示:Methods 2.11节及结果3.6节 |
| 代谢分析 | Seahorse实验细胞数(小鼠I LC2 2×10^4,人ILC2 1×10^4)、培养基(XF DMEM)、底物浓度(葡萄糖10 mM、谷氨酰胺2 mM、丙酮酸1 mM)、检测时间(基础、加入寡霉素、FCCP、鱼藤酮/抗霉素A) 阅读提示:Methods 2.12节 |
| ChIP实验 | 细胞固定(1%甲醛)、超声裂解、抗体(抗HIF-1α)、靶基因引物(IL-5、IL-13、Hk1、Eno1、Pkm2、Ldha)及input对照 阅读提示:Methods 2.14节 |
| RNA-seq | 样本池(3个重复,每个9-12只小鼠)、测序平台(BGI-Wuhan)、差异基因筛选标准(fold change >1.5, p<0.05) 阅读提示:Methods 2.15节 |
| 临床样本分析 | 受试者招募标准(哮喘诊断依据GINA,排除近期使用皮质类固醇)、样本量(37例哮喘,37例健康对照)、ILC2分选策略、临床指标收集(IgE、FEV1%、FEV1/FVC) 阅读提示:Methods 2.1节和2.5节 |