TIR8通过拮抗脂毒性诱导的PPARα下调并降低肝细胞对LPS的敏感性来保护非酒精性脂肪性肝炎

TIR8 protects against nonalcoholic steatohepatitis by antagonizing lipotoxicity-induced PPARα downregulation and reducing the sensitivity of hepatocytes to LPS

作者信息Xu Shi, Wenyan Jiang, Xiaoguang Yang, Yanan Li, Xiaodan Zhong, Junqi Niu, Ying Shi
PMID38851532
发布时间2024-10
DOI10.1016/j.trsl.2024.06.002

实验完整度

包含体内小鼠模型(TIR8KO和TIR8过表达)和体外细胞实验(HepaRG),并进行功能验证(脂质积累、炎症指标)和机制验证(PPARα、PSMA4相互作用)。

主要模型

雄性C57BL/6J小鼠 TIR8敲除(TIR8KO)小鼠 HepaRG细胞

重点核对

Western diet(WD)喂养16周诱导NASH模型 TIR8敲除或过表达对肝脂质积累和炎症的影响 FFA(油酸:棕榈酸=2:1,100 nM)处理HepaRG细胞48或72小时 LPS(100 ng/ml)处理HepaRG细胞 PSMA4阻断肽(PBP)预处理24小时

摘要

在多达三分之一的非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患者中,单纯性脂肪变性会进展为其更严重的形式——非酒精性脂肪性肝炎(NASH),但这种转变背后的确切机制尚未完全阐明。Toll/白介素-1受体8(TIR8)是一种在肝组织中高表达的传统先天免疫调节因子,已显示出改善多种炎症相关疾病的潜力。然而,其在NASH发病机制中的作用,尤其是其对脂质代谢和炎症反应的调节作用,仍不清楚。在此,利用TIR8敲除(TIR8KO)小鼠模型和质谱分析,我们发现TIR8KO小鼠表现出更严重的肝脂肪变性和炎症,而TIR8过表达则减轻了这些不良影响。异位TIR8表达抵消了游离脂肪酸(FFA)诱导的PPARα抑制和下游信号传导。肝细胞中TIR8水平的降低增强了对脂多糖(LPS)的敏感性。值得注意的是,FFA刺激导致TIR8与蛋白酶体亚基α4型(PSMA4)直接相互作用,促进TIR8降解。这些结果表明,TIR8在NASH进展过程中保护PPARα调控的脂质代谢,并减轻外部因素诱导的炎症。我们的研究强调TIR8是NASH治疗的一个有前景的靶点,表明TIR8激动剂在治疗策略中的潜力。

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
TIR8在NASH发病机制中的作用及其对脂质代谢和炎症反应的调节机制是什么?
核心机制
TIR8通过拮抗脂毒性诱导的PPARα下调,维持脂质代谢,并通过降低肝细胞对LPS的敏感性抑制炎症反应;FFA刺激导致TIR8与PSMA4直接相互作用,促进TIR8降解。
主要证据
TIR8KO小鼠在WD喂养后肝脂肪变性和炎症加重,而TIR8过表达减轻;HepaRG细胞中异位TIR8表达维持PPARα水平并减少脂质积累,敲低TIR8则相反;免疫共沉淀和质谱分析证实TIR8与PSMA4相互作用。
研究意义
TIR8是NASH治疗的潜在靶点,TIR8激动剂可能成为治疗策略。

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

TIR8在肝脏中的表达分析

验证TIR8在NASH进展中的表达变化

利用GEO数据库(GSE164760)分析正常人和NASH患者肝组织TIR8 mRNA表达;在HepaRG细胞中用FFA处理并检测TIR8表达;在WD喂养的小鼠肝脏中检测TIR8 mRNA和蛋白水平。

2

TIR8敲除对NASH的影响

评估TIR8缺失对饮食诱导的肝脂肪变性和炎症的影响

对TIR8KO小鼠和野生型小鼠给予STD或WD饮食16周,检测体重、肝重、血糖、肝脂质、血清ALT/AST,并进行组织学分析(H&E、Oil Red O、Picrosirius red)。

3

TIR8过表达对NASH的影响

评估TIR8过表达对饮食诱导的肝脂肪变性和炎症的保护作用

通过尾静脉注射AAV-TIR8构建TIR8过表达小鼠(TIR8tg),给予STD或WD饮食16周,并检测与TIR8KO实验相同的指标。

4

体外验证TIR8对PPARα和脂质代谢的作用

验证TIR8在FFA应激下对PPARα表达和脂质积累的影响

在HepaRG细胞中过表达或敲低TIR8,用FFA处理,检测PPARα蛋白和mRNA水平、脂质积累(Oil Red O染色和TG含量)以及PPARα靶基因表达。

5

TIR8对LPS敏感性的影响

评估TIR8在脂毒性环境下对LPS诱导炎症反应的影响

在HepaRG细胞中过表达或敲低TIR8,先用FFA预处理,再暴露于LPS,检测炎症因子表达和NF-κB p65磷酸化。

6

机制研究:PSMA4介导的TIR8降解

阐明脂毒性导致TIR8降解的分子机制

通过免疫共沉淀和质谱鉴定TIR8相互作用蛋白,验证TIR8与PSMA4的相互作用;用PSMA4阻断肽预处理细胞,检测TIR8和PPARα水平及脂质积累。

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
C57BL/6J小鼠Vital River Laboratories--
TIR8敲除小鼠Cyagen Biosciences--
AAV-TIR8Genechem--
AAV8Genechem--
HepaRG细胞Procell Life Science & Technology--
RPMI1640培养基Bioind--
胎牛血清Bioind--
慢病毒Genepharma--
聚凝胺----
DAPIBeyotime BiotechnologyC1005
油红O染色试剂盒Sigma AldrichMAK194-1KT
细胞油红O染色试剂盒SolarbioG1262
ALT检测试剂盒Jiancheng Bioengineering InstituteC009-2-1
AST检测试剂盒Jiancheng Bioengineering InstituteC010-2-1
甘油三酯检测试剂盒Jiancheng Bioengineering InstituteA110-1-1
总胆固醇检测试剂盒Jiancheng Bioengineering InstituteA111-1-1
抗TIR8抗体Abcamab228977
抗β-actin抗体Abcamab115777
抗PSMA4抗体Abcamab191403
抗Flag标签抗体Abcamab18230
抗PPARα抗体Boster BiotechnologyBA1693-2
抗Histone H3抗体Boster BiotechnologyM12477-16
磷酸化NF-κB p65抗体Cell Signaling Technology3033S
总p65抗体Cell Signaling Technology#4764
Alexa Fluor 488标记小鼠IgGCell Signaling Technology#4408
Alexa Fluor 594标记兔IgGCell Signaling Technology#8889
碱性磷酸酶标记二抗ProteintechSA00002-1
EasyPure RNA试剂盒Transgen BiotechER01-01
cDNA合成SuperMix试剂盒Transgen BiotechAT341-02
SYBR Green PCR预混液Transgen BiotechAQ142-21
引物Sangon Biotech--
Protein G免疫沉淀试剂盒RocheIP50-1KT
裂解缓冲液BeyotimeP0013
BCIP/NBT碱性磷酸酶显色试剂盒----
天狼星红Solabio--
PSMA4阻断肽Gene Tex--

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
动物实验
小鼠品系、性别、体重、饲养条件、分组(n=6)、饮食类型(STD vs WD)及持续时间(16周)、AAV-TIR8注射剂量和病毒颗粒数
阅读提示:Methods: Animals and treatments
细胞实验
HepaRG细胞来源、培养基(RPMI1640+10%FBS)、培养条件(37℃,5%CO2)、FFA浓度(100 nM)及处理时间(48或72小时)、LPS浓度(100 ng/ml)
阅读提示:Methods: Cell culture; Results: Fig. 1B, Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6
分子生物学
Western blot抗体信息、蛋白上样量、SDS-PAGE凝胶浓度、转膜条件、封闭和抗体孵育时间
阅读提示:Methods: Western blot
组织学分析
组织固定、脱水、包埋、切片厚度(3 μm)、染色步骤(H&E, Oil Red O, Picrosirius red)及评分标准
阅读提示:Methods: Histological analysis
生化检测
血清ALT/AST检测试剂盒、肝组织TG和T-CHO检测试剂盒及操作步骤
阅读提示:Methods: Reagents, Tissue triglyceride (TG) detection
免疫共沉淀
细胞裂解条件、抗体孵育时间、Protein A/G琼脂糖珠用量、洗涤次数
阅读提示:Methods: Co-immunoprecipitation