Gas6/AXL通过抑制铁死亡经PI3K/AKT通路缓解肝脏缺血再灌注损伤

Gas6/AXL Alleviates Hepatic Ischemia/Reperfusion Injury by Inhibiting Ferroptosis via the PI3K/AKT Pathway

作者信息Mengting Zhan, Deng Liu, Lei Yao, Weizhi Wang, Ruixin Zhang, Yaru Xu, Zhen Wang, Qi Yan, Qi Fang, Jian Du, Lijian Chen
PMID38725107
发布时间2024-11-01
DOI10.1097/TP.0000000000005036

实验完整度

体外原代肝细胞缺氧复氧模型、小鼠体内缺血再灌注模型、人体移植肝样本等多层级验证,包含功能验证(铁死亡抑制剂)和机制验证(PI3K/AKT通路抑制剂)。

主要模型

小鼠肝脏温热缺血再灌注模型(C57小鼠) 原代小鼠肝细胞缺氧复氧模型 肝移植患者移植肝样本

重点核对

小鼠肝脏缺血60分钟并再灌注6小时 原代肝细胞缺氧1小时并复氧6小时 rmGas6(5 μg/小鼠腹腔注射或200 ng/mL体外处理) R428(125 mg/kg/小鼠腹腔注射或200 nmol/L体外处理) LY294002(10 mg/kg/小鼠腹腔注射或10 μM体外处理)

摘要

背景。肝缺血再灌注损伤是临床肝脏手术并发症的主要原因。AXL受体酪氨酸激酶是TAM受体酪氨酸激酶家族的成员。我们之前的研究表明,AXL在肝移植患者中表达显著上调。然而,AXL在肝缺血再灌注损伤中的潜在机制仍不清楚。方法。建立小鼠肝脏温热缺血再灌注模型和原代肝细胞缺氧复氧模型,通过预处理重组小鼠生长停滞特异性蛋白6(AXL激活剂)或R428(AXL抑制剂),研究AXL激活和铁死亡在肝缺血再灌注损伤中的作用。此外,我们使用LY294002(磷脂酰肌醇3-激酶抑制剂)评估PI3K/AKT通路与肝缺血再灌注损伤中铁死亡的关系。结果。肝缺血再灌注损伤降低了磷酸化AXL的表达,并增强了肝移植患者和肝缺血再灌注小鼠的铁死亡。AXL激活在体内和体外减弱了肝缺血再灌注损伤中的脂质过氧化和铁死亡。抑制AXL激活加重了肝脏病理损伤和肝功能障碍,以及肝缺血再灌注损伤中的铁积累和脂质过氧化。机制上,激活的生长停滞特异性蛋白6/AXL及其下游PI3K/AKT信号通路抑制了肝缺血再灌注损伤中的铁死亡。结论。AXL激活通过PI3K/AKT通路阻止铁死亡来保护肝脏免受缺血再灌注损伤。本研究首次探讨AXL受体与铁死亡的关系,激活AXL以减轻铁死亡可能是对抗肝脏缺血再灌注损伤的创新治疗策略。

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
AXL在肝脏缺血再灌注损伤中对铁死亡的作用及其潜在机制尚不清楚。
核心机制
激活的Gas6/AXL通过激活下游PI3K/AKT信号通路,抑制肝细胞铁死亡(减少铁积累和脂质过氧化)。
主要证据
在肝缺血再灌注小鼠模型和原代肝细胞缺氧复氧模型中,AXL激活(rmGas6)逆转了铁死亡相关蛋白表达(降低TFR1和ACSL4,升高GPX4和FTH1),减少了脂质过氧化和铁积累,并减轻了肝损伤。
研究意义
本研究首次阐明AXL受体与铁死亡在肝缺血再灌注损伤中的联系,激活AXL以减轻铁死亡可能是一种创新的治疗策略。

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

验证p-AXL表达与铁死亡的相关性

评估人肝移植样本及肝缺血再灌注模型中p-AXL表达与铁死亡指标的关系。

通过免疫组化和Western blot检测人肝移植样本及小鼠模型肝组织中p-AXL及铁死亡相关蛋白(TFR1、FTH1、ACSL4、GPX4、SLC7A11)的表达变化。

2

确认铁死亡参与肝缺血再灌注损伤

验证铁死亡是否在肝缺血再灌注损伤中发挥作用。

使用铁死亡抑制剂Fer-1预处理小鼠,观察肝脏病理、血清ALT/AST、铁含量及线粒体超微结构变化。

3

评估AXL激活对肝缺血再灌注损伤中脂质过氧化和铁积累的影响(体内)

验证AXL激活能否在体内减轻脂质过氧化和铁积累。

使用rmGas6激活AXL或R428抑制AXL,检测肝损伤面积、血清ALT/AST、4-HNE和MDA水平、肝脏铁含量、铁染色和线粒体超微结构。

4

验证AXL激活对肝细胞铁死亡的影响(体外)

验证AXL激活能否在原代肝细胞中减轻铁死亡。

原代肝细胞缺氧复氧前用rmGas6或R428预处理,检测铁死亡相关蛋白表达、ROS水平、MDA和Fe2+含量、GPX4免疫荧光及脂质过氧化(BODIPY C11)。

5

阐明PI3K/AKT通路在AXL抑制铁死亡中的作用

验证PI3K/AKT是否为AXL抑制铁死亡的下游机制。

使用PI3K抑制剂LY294002阻断通路,观察AXL激活对肝损伤和铁死亡指标的影响。

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
重组小鼠生长停滞特异性蛋白6R&D Systems8310-GS
R428(AXL抑制剂)MCEHY-15150
Ferrostatin-1(铁死亡抑制剂)MCEHY-100579
LY294002(PI3K抑制剂)MCEHY-10108
ALT/AST检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
4-羟壬烯醛抗体R&D SystemsMAB3249
磷酸化AXL抗体CSTNo. 5724
AXL抗体Proteintech13196-1-AP
转铁蛋白受体1抗体AffinityAF5343
铁蛋白重链1抗体AffinityDF6278
长链脂酰辅酶A合成酶4抗体AffinityDF12141
谷胱甘肽过氧化物酶4抗体AffinityDF6701
溶质载体家族7成员11抗体Duoning-BIOAB0138101
磷酸化PI3K抗体ProteintechAF3242
PI3K抗体WanleibioWL03380
磷酸化AKT抗体Zenbio381555
AKT抗体WanleibioWL0003b
β-肌动蛋白抗体Proteintech66009-1-Ig
二抗Proteintech--
GPX4抗体AffinityDF6701
透射电子显微镜----
丙二醛检测试剂盒BeyotimeS0131
铁检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
铁比色检测试剂盒Beijing Applygen--
普鲁士蓝染色试剂盒Solarbio--
活性氧检测试剂盒BeyotimeS0033
荧光显微镜OlympusDX51
流式细胞仪Beckman CoulterCytoFlex
倒置荧光显微镜Axio Observer 3--
GraphPad Prism软件----

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
小鼠周龄(6-8周)、体重(23-26g)、缺血时间(60分钟)、再灌注时间(6小时)
阅读提示:Methods中'Murine Hepatic I/R Model'部分
药物处理
rmGas6(5 μg)、R428(125 mg/kg)及LY294002(10 mg/kg)的给药方式(腹腔注射)和时间(缺血前2小时或36小时)
阅读提示:Methods中'Murine Hepatic I/R Model'部分
体外模型
原代肝细胞提取自6-8周雄性小鼠,培养条件(1640培养基24小时,缺氧1小时,复氧6小时),rmGas6(200 ng/mL)、R428(200 nmol/L)和LY294002(10 μM)的浓度和预处理时间
阅读提示:Methods中'Primary Hepatocyte Hypoxia/Reoxygenation Model'部分
铁死亡相关指标检测
Western blot检测蛋白(TFR1、FTH1、ACSL4、GPX4、SLC7A11)、MDA、铁含量、ROS、脂质过氧化等指标的测定方法
阅读提示:Methods中'Measurement of MDA Levels'、'Measurement of Iron Content'、'Measurement of Reactive Oxygen Species'、'Lipid Peroxidation Assay'、'Western Blotting'部分