1,25(OH)2D3 通过 VDR 结合的增强子区域上调 ASAP2 转录从而部分促进巨噬细胞胞葬作用,且 ASAP2 可能影响抗病毒免疫

1,25(OH)2D3 Promotes Macrophage Efferocytosis Partly by Upregulating ASAP2 Transcription via the VDR-Bound Enhancer Region and ASAP2 May Affect Antiviral Immunity

作者信息Hui Shi, Jiangling Duan, Jiayu Wang, Haohao Li, Zhiheng Wu, Shuaideng Wang, Xueyan Wu, Ming Lu
PMID36432619
期刊Nutrients
发布时间2022-11-21
DOI10.3390/nu14224935

实验完整度

包含体外细胞实验、体内动物模型及分子机制验证(ChIP、荧光素酶报告基因、蛋白质互作等),证据层级丰富。

主要模型

THP-1细胞及THP-1来源巨噬细胞 PBMC来源巨噬细胞 EAE小鼠模型 硫代乙醇酸盐诱导的腹膜炎小鼠模型

重点核对

1,25(OH)2D3处理浓度(100 nM)和时间(48小时) ASAP2敲低效率(shASAP2-1/2/3) RAC1抑制剂azathioprine浓度(150 μM)和处理时间(48小时) 体内模型中维生素D饮食和1,25(OH)2D3注射剂量 凋亡细胞诱导条件(UV照射或地塞米松处理)

摘要

维生素 D3 的活性形式 1,25(OH)2D3 对免疫系统发挥抗炎作用,尤其是巨噬细胞介导的先天免疫。在我们之前的研究中,我们在 THP-1 细胞中鉴定了 1,25(OH)2D3 反应性和维生素 D 受体(VDR)结合的超增强子区域。在此,我们研究了 1,25(OH)2D3 通过 ASAP2 第一个内含子中排名最高的 VDR 结合超增强子区域对 ASAP2(编码 GTP 酶激活蛋白)的转录调控,以及 ASAP2 在巨噬细胞中的潜在功能。首先,我们验证了 1,25(OH)2D3 在 THP-1 细胞和巨噬细胞中上调 ASAP2。随后,我们在 ASAP2 的 VDR 结合增强子中鉴定了三个调控区域(即核心区、1,25(OH)2D3 反应区和抑制区)。ASAP2 促进 RAC1 活性和巨噬细胞体外胞葬作用。接下来,我们通过质谱和 RNA 测序分析评估了 ASAP2 的功能。ASAP2 上调抗病毒相关基因的表达,并与 SAMHD1 相互作用。在体内,维生素 D 减少了实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)中凋亡细胞的数量,并在腹膜炎中促进巨噬细胞胞葬作用,而不改变 ASAP2 的 mRNA 水平。因此,我们可以更好地理解 ASAP2 转录的调控机制和 ASAP2 的功能,这可能作为对抗炎症性疾病和病毒感染的潜在治疗靶点。

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
1,25(OH)2D3通过VDR结合的增强子区域调控ASAP2转录的机制,以及ASAP2在巨噬细胞胞葬作用和抗病毒免疫中的功能。
核心机制
1,25(OH)2D3通过VDR结合增强子区域上调ASAP2转录,ASAP2通过激活RAC1促进巨噬细胞胞葬作用。
主要证据
体外实验显示1,25(OH)2D3上调ASAP2表达,敲低ASAP2或抑制RAC1减弱胞葬作用;体内EAE模型显示维生素D减少凋亡细胞,腹膜炎模型显示1,25(OH)2D3增强腹膜巨噬细胞胞葬作用。
研究意义
ASAP2可能作为炎症性疾病和病毒感染的潜在治疗靶点。

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

1,25(OH)2D3对ASAP2表达的调控

验证1,25(OH)2D3能否上调ASAP2表达。

用不同浓度1,25(OH)2D3处理THP-1细胞和巨噬细胞,检测ASAP2 mRNA和蛋白水平。

2

VDR结合增强子区域的功能分析

鉴定ASAP2增强子区域中响应1,25(OH)2D3的调控元件。

通过ChIP验证VDR结合,构建截短和突变体的荧光素酶报告基因,检测增强子活性。

3

ASAP2对巨噬细胞胞葬作用的影响

确定ASAP2是否是1,25(OH)2D3促进胞葬作用所必需的。

在THP-1 M2巨噬细胞中敲低ASAP2,与凋亡Jurkat细胞共培养,检测吞噬效率。

4

RAC1活性在胞葬中的作用

验证ASAP2是否通过RAC1信号促进胞葬。

检测RAC1-GTP水平,并使用RAC1抑制剂(azathioprine)处理,观察对胞葬作用的影响。

5

ASAP2相互作用蛋白和功能分析

揭示ASAP2的新功能,尤其是抗病毒相关功能。

通过质谱鉴定ASAP2相互作用蛋白,通过RNA-seq分析敲低ASAP2后的差异表达基因。

6

体内维生素D对胞葬作用的影响

验证维生素D在体内是否促进巨噬细胞胞葬作用。

在EAE小鼠中观察凋亡细胞数量,在腹膜炎模型中检测腹膜巨噬细胞吞噬效率。

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
RPMI 1640培养基WISENT350-000-CL
DMEM培养基WISENT319-005-CL
胎牛血清WISENT086-150
青霉素和链霉素BeyotimeC002
佛波酯APExBION2060
白细胞介素-4NovoproteinCX03
白细胞介素-13NovoproteinCC89
干扰素-γNovoproteinC014
脂多糖BiosharpBS904
1,25-二羟维生素D3APExBIOB2141
巨噬细胞集落刺激因子NovoproteinC417
PKH26染料SolarbioD0030
淋巴细胞分离液Cytiva17144002
TRIzol试剂EpizymeYY101
Hifair III 第一链cDNA合成预混液YEASEN11141ES60
Hieff qPCR SYBR Green预混液YEASEN11201ES50
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0012
PVDF膜Millipore--
ASAP2抗体Santa Cruz Biotechnologysc-374323
VDR抗体ABCAMab109234
GAPDH抗体ZENBIO200306-7E4
HRP标记二抗Proteintech--
高灵敏ECL化学发光底物New Cell MolecularP2100
GV493载体Genechem--
包装质粒混合物Genechem--
嘌呤霉素----
酶法染色质免疫沉淀试剂盒CST9005
正常兔IgGCST2729
pGL4.23[luc2/minP]载体PromegaE8411
pRL-TK载体PromegaE2241
Lipofectamine 2000转染试剂Thermofisher11668019
核酸转染增强剂Invivogenlyec-nate
双荧光素酶报告基因检测系统PromegaE1910
Rac1激活磁珠下拉检测试剂盒Merck Millipore17-10394
SAMHD1抗体Proteintech12586-1-AP
蛋白A/G琼脂糖珠Santa Cruzsc-2003
正常兔IgGZENBIOA00002
正常小鼠IgGZENBIOA00001
髓鞘少突胶质细胞糖蛋白肽段35-55ChinaPeptides163913-87-9
完全弗氏佐剂Sigma-AldrichF5881
百日咳毒素List Biological Laboratories180243A1
地塞米松----
胶原酶ARoche10103578001
脱氧核糖核酸酶IBiosharpBS137
Percoll分离液----
抗小鼠CD16/32抗体Biolegend101319
抗小鼠CD45-PE抗体Biolegend103106
抗小鼠CD45-PerCP/Cyanine5.5抗体Biolegend103132
抗小鼠/人CD11b-APC/Cyanine7抗体Biolegend101226
抗小鼠F4/80-PerCP/Cyanine5.5抗体Biolegend123127
固蓝----
FITC TUNEL细胞凋亡检测试剂盒ServiceG1501
DAPI染色液MaokangMX4209

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
细胞培养和分化
THP-1细胞密度、PMA浓度和处理时间、IL-4/IL-13浓度、IFN-γ/LPS浓度、1,25(OH)2D3浓度和处理时间
阅读提示:参考2.1节
体外胞葬作用实验
凋亡细胞诱导方式(UV照射或地塞米松)、共培养比例和时间
阅读提示:参考2.1节
VDR结合增强子功能分析
ChIP抗体、引物、荧光素酶报告基因质粒构建、转染试剂和条件
阅读提示:参考2.5和2.6节
ASAP2敲低
shRNA靶序列、载体、包装质粒、筛选抗生素浓度和时间
阅读提示:参考2.4节
RAC1活性检测
RAC1 pull-down试剂盒、裂解液、样本处理
阅读提示:参考2.7节
体内模型
小鼠品系、年龄、性别、免疫剂量和佐剂、维生素D饮食和给药方式、TUNEL染色和FACS分析
阅读提示:参考2.10、2.11和2.12节