NRASQ61R突变驱动人内皮细胞和基因小鼠模型中血管生成素-2表达升高

NRASQ61R mutation drives elevated angiopoietin-2 expression in human endothelial cells and a genetic mouse model

作者信息Patricia Pastura, C Griffin McDaniel, Sara Alharbi, Dermot Fox, Bethany Coleman, Punam Malik, Denise M Adams, Timothy D Le Cras
PMID38711167
发布时间2024-07
DOI10.1002/pbc.31032

实验完整度

高

包含体外EPC细胞模型和体内内皮靶向NRASQ61R小鼠模型两个独立证据层级,并进行信号通路抑制剂功能验证及组织病理分析。

主要模型

人内皮祖细胞(EPC)表达NRASQ61R 内皮靶向NRASQ61R小鼠模型

重点核对

NRASQ61R诱导Ang-2表达的时间点(48小时、1周、2周) 小鼠模型中使用Cdh5(PAC)-CreERT2介导内皮特异性NRASQ61R表达 新生小鼠P1-P3给予50 μg他莫昔芬诱导重组 抑制剂处理浓度:雷帕霉素15 nM,曲美替尼1.25和2.5 nM

摘要

背景:血管生成素-2(Ang-2)在卡波西样淋巴管瘤病(KLA)和卡波西样血管内皮瘤(KHE)患者的血液中升高。虽然KHE的遗传原因尚不清楚,但已在KLA患者的病变中发现体细胞激活型NRASQ61R突变。方法:我们的研究检验了NRASQ61R突变驱动内皮细胞中Ang-2表达升高的假设。通过Western blot和ELISA检测表达NRASQ61R的人内皮祖细胞(EPC)以及内皮靶向NRASQ61R的基因小鼠模型中的Ang-2。为了确定驱动Ang-2的信号通路,用信号通路抑制剂处理NRASQ61R EPC。结果:与NRASWT相比,表达NRASQ61R的EPC中Ang-2水平升高,通过细胞裂解液的Western blot分析和细胞培养基的ELISA检测。NRASQ61R突变小鼠血液中Ang-2水平升高。NRASQ61R突变小鼠还出现血小板计数减少和脾肿大伴高血管病变,类似于一些KLA患者。mTOR抑制剂雷帕霉素减弱了NRASQ61R EPC的Ang-2表达。然而,MEK1/2抑制剂曲美替尼在阻断Ang-2升高方面更有效。结论:我们的研究表明,内皮细胞中的NRASQ61R突变在体外和体内诱导Ang-2表达。在培养的人内皮细胞中,NRASQ61R通过MAP激酶和mTOR依赖性信号通路驱动Ang-2升高。关键词:血管异常,血管畸形,RAS病,卡波西样淋巴管瘤病,曲美替尼,司美替尼,Tie2信号

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
NRASQ61R突变是否直接驱动内皮细胞中Ang-2表达升高,并涉及哪些信号通路?
核心机制
NRASQ61R通过MAPK和mTOR依赖的信号通路驱动Ang-2表达升高。
主要证据
体外EPC中NRASQ61R表达增加Ang-2蛋白和分泌水平,体内内皮靶向NRASQ61R小鼠血浆Ang-2升高并出现血小板减少、脾肿大等病变;曲美替尼和雷帕霉素抑制Ang-2表达。
研究意义
该研究将KLA患者的NRASQ61R突变与临床生物标志物Ang-2联系起来,并为测试靶向治疗提供了临床前模型。

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

体外验证NRASQ61R对Ang-2表达的影响

确认NRASQ61R突变在内皮细胞中是否上调Ang-2表达。

用人EPC表达NRASQ61R或NRASWT,Dox诱导表达48小时、1周、2周,收取细胞裂解液和培养基,Western blot检测Ang-2、p-ERK、p-S6,ELISA检测培养基中Ang-2。

2

体内小鼠模型验证NRASQ61R的作用

在内皮细胞中表达NRASQ61R,观察其对Ang-2水平及病理表型的影响。

使用LSL-NRASQ61R小鼠与Cdh5(PAC)-CreERT2小鼠交配,新生鼠P1-P3给予他莫昔芬诱导内皮特异性NRASQ61R表达,8周龄时检测血浆Ang-2、血常规、脾脏重量和组织病理。

3

信号通路抑制剂功能验证

确定NRASQ61R上调Ang-2所依赖的信号通路。

NRASQ61R EPC用mTOR抑制剂雷帕霉素或MEK1/2抑制剂曲美替尼处理72小时,检测细胞形态、Ang-2蛋白及分泌水平。

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
微血管内皮细胞生长培养基-2Lonza--
胎牛血清Lonza--
多西环素----
雷帕霉素LC LaboratoriesR5000
曲美替尼MedChemExpressHY-10999
血管生成素-2抗体R&D SystemsAF623
磷酸化ERK抗体Cell Signaling4370
ERK抗体Cell Signaling9102
磷酸化S6抗体Cell Signaling4858
S6抗体Cell Signaling2217
肌动蛋白抗体Seven Hills BioreagentsC4
人血管生成素-2 ELISA试剂盒R&D SystemsDANG20
他莫昔芬----
CD31抗体Cell Signaling77699
LYVE-1抗体AngioBio11-034
平滑肌α-肌动蛋白抗体SigmaA2573

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
细胞培养与诱导
EPC细胞系、Dox浓度(2 μg/ml)、诱导时间(48小时、1周、2周)、培养基更换频率(每3天)
阅读提示:Methods: Cell culture, cell circularity measurements and inhibitor treatments
抑制剂处理
雷帕霉素浓度(15 nM)、曲美替尼浓度(1.25和2.5 nM)、处理时间(72小时)、对照(0.05% DMSO)
阅读提示:Methods: Cell culture, cell circularity measurements and inhibitor treatments; Figure 4 legend
动物模型建立
小鼠品系(LSL-NRASQ61R+/−与Cdh5(PAC)-CreERT2+/+交配)、他莫昔芬剂量(50 μg)和给药时间(P1-P3)、收获时间(8周龄)
阅读提示:Methods: Generation of endothelial targeted NRASQ61R mouse model; Figure 2A
血液检测
血浆Ang-2检测方法(multiplex)、血小板计数(CBC)、细胞因子检测(IL-1α等)
阅读提示:Methods: Generation of endothelial targeted NRASQ61R mouse model; Figure 2B
组织学分析
脾脏的H&E、CD31、LYVE-1、SMA染色,血管面积和密度定量方法(ImageJ)
阅读提示:Methods: Histology and Immunohistochemistry of mouse tissues; Figure 3C-D