巨噬细胞来源的FGFR1通过PLCγ介导的NF-κB炎症信号通路驱动动脉粥样硬化

Macrophage-derived FGFR1 drives atherosclerosis through PLCγ-mediated activation of NF-κB inflammatory signalling pathway

作者信息Lintao Wang, Wu Luo, Suya Zhang, Junsheng Zhang, Lu He, Yifan Shi, Li Gao, Baochuan Wu, Xiaoyan Nie, Chenghong Hu, Xue Han, Chaoyong He, Biao Xu, Guang Liang
PMID38842387
发布时间2024-10-14
DOI10.1093/cvr/cvae131

实验完整度

包含细胞实验、髓系特异性基因敲除小鼠模型、药物抑制、RNA-seq及人样本验证等多层级证据,并进行功能验证和机制验证。

主要模型

Apoe−/−小鼠高脂饮食诱导动脉粥样硬化模型 髓系特异性Fgfr1敲除Apoe−/−小鼠(DKO) 小鼠原代腹腔巨噬细胞(MPMs) RAW264.7巨噬细胞系

重点核对

确认骨髓来源巨噬细胞中Fgfr1敲除效率 AZD4547给药方案(10 mg/kg,隔日一次,灌胃) 高脂饮食喂养周期和成分(21.2%脂肪,0.2%胆固醇,12周) ox-LDL处理浓度和时间(50 μg/mL或100 μg/mL,不同时间点)

摘要

目的:动脉粥样硬化(AS)是心血管发病和死亡的主要原因。动脉粥样硬化病变显示与成纤维细胞生长因子受体(FGFR)通路相关的蛋白水平升高。然而,FGFR信号在AS中的功能意义和机制尚不清楚。在本研究中,我们研究了成纤维细胞生长因子受体1(FGFR1)信号在AS发展和进展中的作用。方法和结果:对人动脉粥样硬化病变和喂食高脂饮食(HFD)的Apoe−/−小鼠主动脉的检查显示,巨噬细胞中FGFR1水平升高。我们在Apoe−/−小鼠中删除了髓系表达的Fgfr1,并显示FGFR1缺陷在HFD喂养的雄性和雌性小鼠中均减少动脉粥样硬化病变和脂质积累。当具有完整FGFR1的小鼠用FGFR抑制剂AZD4547处理时,也观察到髓系Fgfr1缺陷的这些保护作用。为了了解这种保护作用的机制基础,我们从小鼠中获取巨噬细胞,并显示FGFR1是巨噬细胞炎症反应和摄取氧化LDL所必需的。RNA测序显示,FGFR1活性通过磷脂酶C-γ(PLCγ)和核因子-κB(NF-κB)的激活介导,但独立于FGFR底物2。结论:我们的研究提供了巨噬细胞中一个新的FGFR1–PLCγ–NF-κB轴在炎症性AS中的证据,支持FGFR1作为AS相关疾病的潜在治疗靶点。

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
FGFR1信号在动脉粥样硬化发展中的作用及其分子机制是什么?
核心机制
ox-LDL激活巨噬细胞FGFR1,通过PLCγ(而非FRS2)介导NF-κB激活,进而促进炎症因子表达和ox-LDL摄取。
主要证据
通过人冠状动脉样本、Apoe−/−小鼠模型、髓系特异性Fgfr1敲除和药物抑制实验,结合RNA-seq、Western blot、免疫染色等,证明FGFR1缺失或抑制减少动脉粥样硬化病变、炎症反应和脂质积累。
研究意义
揭示巨噬细胞FGFR1–PLCγ–NF-κB轴在动脉粥样硬化中的新机制,支持FGFR1抑制剂作为AS相关疾病潜在治疗药物。

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

检测FGFR1在动脉粥样硬化中的表达

明确FGFR1在AS病变中的表达水平和细胞定位。

对HFD喂养的Apoe−/−小鼠主动脉及人冠状动脉样本进行免疫组化和免疫荧光染色,分析FGFR1和p-FGFR1表达,并通过scRNA-seq分析细胞类型分布。

2

遗传缺失和药物抑制验证FGFR1功能

验证髓系FGFR1缺失或药物抑制对AS发展的影响。

构建髓系特异性Fgfr1敲除Apoe−/−小鼠(DKO),与对照组比较HFD诱导的动脉粥样硬化病变;同时用FGFR1抑制剂AZD4547处理Apoe−/−小鼠。

3

检测炎症反应和脂质积累

评估FGFR1缺失或抑制对炎症因子和脂质积累的影响。

通过ELISA、qPCR和Western blot检测血清和组织中IL-6、TNF-α等炎症因子,通过Oil Red O染色和免疫组化评估斑块和脂质积累。

4

体外巨噬细胞炎症反应和ox-LDL摄取实验

在细胞水平验证FGFR1对巨噬细胞炎症反应和ox-LDL摄取的影响,并探究其下游机制。

从Fgfr1f/f和Fgfr1CKO小鼠分离MPMs,用ox-LDL刺激,检测炎症因子表达和脂质摄取;用siRNA敲低PLCγ或FRS2,观察NF-κB激活和炎症因子表达。

5

RNA-seq和信号通路分析

阐明FGFR1下游信号通路和机制。

对ox-LDL刺激的Fgfr1f/f和Fgfr1CKO MPMs进行RNA-seq,分析差异表达基因,进行KEGG和GSEA富集分析,并验证PLCγ和NF-κB磷酸化。

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
AZD4547Shanghai Kaiyu Pharmatech Technology Co. Ltd--
氧化低密度脂蛋白Yiyuan Biomedical TechnologiesYB-002
Dil标记的氧化低密度脂蛋白Yiyuan Biomedical TechnologiesYB-0010
GAPDH抗体Cell Signaling Technology2118
FGFR1抗体Cell Signaling Technology9740
PLCγ抗体Cell Signaling Technology2822
磷酸化PLCγ (Y783)抗体Cell Signaling Technology2821
NF-κB p65抗体Cell Signaling Technology8242
磷酸化NF-κB p65 (S536)抗体Cell Signaling Technology3033
VCAM-1抗体Cell Signaling Technology39036
磷酸化FGFR1 (Y654)抗体Abcamab59194
FRS2抗体Abcamab137458
磷酸化FRS2 (Y436)抗体Abcamab193363
α-平滑肌肌动蛋白抗体Abcamab124964
CD68抗体Abcamab303565
Ki67抗体Abcam15580
网格蛋白重链抗体Santa Cruz Technologysc-271178
α-微管蛋白抗体Proteintech Group11224-1-AP
ApoB抗体Proteintech Group20578-1-AP
MOMA2抗体Bio-Rad LaboratoriesMCA519G
APC标记的抗CD45R/B220抗体BioLegend103211
PE标记的抗CD11b抗体BioLegend101207
Brilliant Violet 421标记的抗Ly6C抗体BioLegend128031
PE/Cyanine7标记的抗Ly6G/Ly6C (Gr1)抗体Elabscience Biotechnology Co. LtdE-AB-F1120H
兔IgGABclonal Technology Co. LtdAC042
小鼠IgG同型对照ABclonal Technology Co. LtdAC011
油红O染色试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
总胆固醇测定试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA111-1-1
甘油三酯测定试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA110-1-1
LDL胆固醇测定试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA113-1-1
HDL胆固醇测定试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA112-1-1
RPMI-1640培养基文中未明确说明--
DMEM培养基Thermo Fisher--
胎牛血清Thermo Fisher--
青霉素-链霉素Thermo Fisher--
抗生素-抗真菌剂Thermo Fisher--
高脂饮食TROPHIC Animal Feed High-tech Co. LtdTP26300
正常饮食TROPHIC Animal Feed High-tech Co. LtdTP26322
Apoe−/−小鼠The Jackson Laboratory002052
Fgfr1f/f小鼠GemPharmatech Co. LtdT052281
LysM-Cre小鼠GemPharmatech Co. LtdT055107
DAPIThermo FisherP36935
BD FACSAria™ III流式细胞仪BD Bioscience--
TRIzol试剂Invitrogen--
M-MLV Platinum SYBR Green qPCR SuperMix-UDG试剂盒Thermo Fisher--
Eppendorf Mastercycler Realplex检测系统Eppendorf--
RNA测序服务Majorbio Technology Inc.--
GSE214414数据集----
Bradford蛋白定量试剂盒Bio-Rad Laboratories--
增强化学发光试剂Bio-Rad Laboratories--
靶向Plcg1的siRNAGenePharma Co. Ltd--
靶向Frs2的siRNAGenePharma Co. Ltd--
对照siRNA(乱序)GenePharma Co. Ltd--
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher--
TNF-α ELISA试剂盒eBioscience--
IL-6 ELISA试剂盒eBioscience--
可固定活力染料eBioscience65-0865-14
GraphPad Prism 9.0GraphPad 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
细胞处理
ox-LDL浓度(50 μg/mL或100 μg/mL)、处理时间(5 min、15 min、12 h、24 h)、AZD4547预处理浓度(10 μM)和预处理时间(1 h)
阅读提示:Methods 2.12
动物实验
小鼠品系(Apoe−/−, Fgfr1f/f, LysM-Cre)、年龄(8周龄)、性别(雄性和雌性)、饮食(HFD含21.2%脂肪和0.2%胆固醇,ND含5%脂肪)、喂养周期(12周或52周)、AZD4547剂量(10 mg/kg)和给药方式(灌胃,隔日一次)
阅读提示:Methods 2.3
组织学分析
主动脉根部切片厚度(8 μm)、Oil Red O染色步骤和试剂、免疫组化抗体浓度(FGFR1, p-FGFR1, 1:200)、免疫荧光抗体浓度(CD68, FGFR1, p-NF-κB p65, MOMA2, Ki67, 1:200)
阅读提示:Methods 2.4 and 2.5
分子检测
Western blot一抗浓度(1:1000或1:2000,具体未明确)、二抗浓度(1:500)、RNA提取试剂(TRIzol)、qPCR引物序列(见补充表S3)、内参基因(Actb)
阅读提示:Methods 2.7 and 2.9
RNA-seq分析
ox-LDL刺激浓度(50 μg/mL)和时间(12 h)、DEG阈值(4倍变化,P-adjust < 0.05)、单细胞RNA-seq数据集(GSE214414)
阅读提示:Methods 2.8