表达Tie2的单核细胞/巨噬细胞促进慢性缺血性脑组织中的血管生成

Tie2-expressing monocytes/macrophages promote angiogenesis in chronically ischaemic brain tissue.

作者信息Chuyang Tai, Cong Ling, Yang Yang, Baoyu Zhang, Jun Sun, Ni Mo, Tao Sun, Lixin Huang, Cian Yao, Hui Wang, Chuan Chen
PMID40399921
发布时间2025-05-21
DOI10.1186/s13578-025-01401-1

实验完整度

包含患者血液样本分析、体外细胞共培养与转染、裸鼠ICAO+EMS模型、大鼠2VO+EMS模型及DLR/RIP/ChIP分子验证等多层级实验。

主要模型

人脐静脉内皮细胞(HUVECs) ICAO+EMS裸鼠模型 2VO+EMS SD大鼠模型 CICD患者颈内静脉血样本

重点核对

TEMs比例:CICD患者颈内静脉血中CD14+Tie2+细胞比例(流式细胞术) HUVECs与TEMs共培养浓度:1×10^3、2×10^3、4×10^3个TEMs(缺氧条件) 裸鼠脑室内注射TEMs剂量:1×10^5、2×10^5、4×10^5个细胞 大鼠模型中miR-126-5p agomir/antagomir转染TM组织,剂量20 μg/只 大鼠脑室内注射慢病毒(LV-sh-ANGPT2或LV-ANGPT2)剂量:1×10^8 TU/mL,10 μL

摘要

背景:超过一半的慢性缺血性脑血管病(CICD)患者血管重建潜力较差。已有报道称表达Tie2的单核细胞/巨噬细胞(TEMs)可促进肿瘤组织中的血管生成;然而,TEMs是否促进慢性缺血性脑组织(CIBT)中的血管生成以及TEMs被募集到CIBT的调控机制仍不清楚。方法:我们首先分析了CICD患者颈内静脉(IJVs)血液中TEMs的比例,然后分离TEMs与人脐静脉内皮细胞(HUVECs)共培养,并脑室内注射到裸鼠体内,以探讨TEMs在CIBT中的促血管生成作用。随后,通过分子生物学实验验证ANGPT2-Tie2轴的上游调控机制,并通过细胞转染实验确认所检测通路对内皮细胞表面Tie2受体的调控作用。此外,建立双侧颈总动脉结扎(2VO)加脑-肌血管连通术(EMS)大鼠模型,以确认TEMs在CIBT中的募集机制及其改善脑血流灌注(CBP)和认知功能的能力。结果:CICD患者颈内静脉血中TEMs的比例显著增加,尤其是在Matsushima A级血管重建患者中。与TEMs共培养的HUVECs活力显著增加,且接受TEMs处理的裸鼠CIBT中CBP和CD31表达显著增加。上述增加与共培养和脑室内注射所用TEMs浓度呈正相关。此外,分子生物学实验表明,miR-126-5p可直接结合TRPS1 mRNA的3'UTR,且TRPS1可直接结合Angpt2启动子。转染miR-126-5p mimics的HUVECs中TRPS1表达显著降低,pTie2/Tie2比值降低,ANGPT2表达增加,细胞活力增加。最后,在转染miR-126-5p agomir的大鼠CIBT中检测到TEMs浸润显著增加,TRPS1表达下调,ANGPT2、CD31、VEGFA和IGF1表达上调,同时伴有CBP和认知功能的显著改善。结论:TEMs通过旁分泌机制促进CIBT中的血管生成,而TEMs向CIBT的募集受miR-126-5p/TRPS1/ANGPT2通路调控。

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
TEMs是否促进慢性缺血性脑组织中的血管生成,以及其被募集的分子机制是什么?
核心机制
miR-126-5p通过直接结合TRPS1 mRNA 3'UTR抑制TRPS1表达,TRPS1作为转录抑制因子直接结合Angpt2启动子抑制其转录,从而解除对ANGPT2的抑制,ANGPT2通过ANGPT2-Tie2轴调节Tie2磷酸化,促进内皮细胞增殖和血管生成,并介导TEMs的募集。
主要证据
DLR、RIP和ChIP实验证实miR-126-5p与TRPS1 mRNA、TRPS1与Angpt2启动子的直接结合;HUVECs转染实验显示miR-126-5p mimics降低TRPS1、降低pTie2/Tie2比值、增加ANGPT2表达和细胞活力;大鼠模型中agomir组TEMs浸润增加、血管生成和认知功能改善。
研究意义
作者提出改善TEMs在CIBT中的浸润可能成为提高CICD患者血运重建手术疗效和降低卒中风险的新治疗策略。

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

分析CICD患者血液中TEMs比例

探究TEMs在CICD患者中的变化及其与血管重建程度的关系

收集CICD患者颈内静脉血(Matsushima A级和C级)及颅内动脉瘤对照,分离PBMC,流式检测CD14+Tie2+细胞比例。

2

体外共培养验证TEMs对内皮细胞的作用

验证TEMs是否促进HUVECs增殖、抑制凋亡、促进管形成和迁移

从Grade-A患者PBMC中分选TEMs和TNMs,与HUVECs在缺氧条件下直接或间接共培养,进行EdU、凋亡、管形成、划痕和Transwell迁移实验。

3

裸鼠体内验证TEMs促血管生成作用

验证TEMs在慢性缺血脑组织中是否促进血管生成并改善脑灌注

建立ICAO+EMS裸鼠模型,脑室内注射TEMs或TNMs,通过MRI-ASL评估CBP,Western blot和免疫荧光检测CD31表达。

4

分子机制验证miR-126-5p/TRPS1/ANGPT2通路

验证miR-126-5p与TRPS1、TRPS1与ANGPT2的直接调控关系

通过DLR、RIP和ChIP实验验证分子间结合;转染HUVECs后检测蛋白表达和功能变化。

5

大鼠模型验证通路对TEMs募集和功能的影响

验证miR-126-5p/TRPS1/ANGPT2通路在体内对TEMs募集和血管生成的作用

建立2VO+EMS大鼠模型,TM组织转染agomir/antagomir,脑室内注射慢病毒,评估CBP、认知功能、TEMs浸润及蛋白表达。

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
人全血单个核细胞分离液Solarbio--
APC偶联抗CD14抗体BioLegend367117
PE偶联抗Tie2抗体Sino Biological10700-R116-F
高糖DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Gibco--
QuadroMACS分离器Miltenyi Biotec--
LS分离柱Miltenyi Biotec--
人CD14磁珠Miltenyi Biotec--
Tie2抗体Abcamab221154
NHS-生物素ThermoFisher--
抗生物素磁珠Miltenyi Biotec--
Lipofectamine™ 3000转染试剂Invitrogen--
BeyoClick™ EdU细胞增殖检测试剂盒(Alexa Fluor 555)Beyotime--
Hoechst 33342染料----
Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒Beyotime--
基质胶Corning--
RIPA裂解液Beyotime--
磷酸酶抑制剂混合物Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF转印膜Millipore--
ECL超敏发光液NCM Biotech--
抗TRPS1抗体Proteintech21938-1-AP
抗ANGPT2抗体Proteintech24613-1-AP
抗Tie2抗体AffinityDF7500
抗磷酸化Tie2抗体Biossbs-12262R
抗CD11b抗体Santa Cruzsc-1186
抗VEGFA抗体Proteintech19003-1-AP
抗IGF1抗体Abcamab106836
抗CD31抗体Santa Cruzsc-20071
抗β-actin抗体Proteintech66009-1-Ig
HRP标记山羊抗兔二抗Abcamab6721
HRP标记山羊抗小鼠二抗Abcamab6728
HRP标记兔抗山羊二抗Abcamab6741
抗CD31抗体Santa Cruzsc-20071
抗ANGPT2抗体Santa CruzSc-74403
抗Tie2抗体AffinityDF7500
抗VEGFA抗体Biorbytorb153328
抗IGF1抗体Abcamab106836
488标记山羊抗兔二抗Abcamab150077
594标记山羊抗小鼠二抗Abcamab150116
647标记驴抗山羊二抗Abcamab150135
647标记CD11b抗体ProteintechCL647-65229
含DAPI封片剂Abcam--
miR-126-5p模拟物GenePharma--
miR-126-5p抑制剂GenePharma--
模拟物/抑制剂阴性对照GenePharma--
pcDNA3.1-TRPS1过表达质粒Synbio Technologies--
sh-TRPS1敲低质粒Synbio Technologies--
pGL基本载体Promega--
pGL-TK报告质粒Promega--
荧光素酶检测试剂IIPromega--
Stop & Glo试剂Promega--
Imprint® RNA免疫沉淀试剂盒Sigma--
抗AGO2抗体Proteintech67934-1-Ig
抗IgG抗体Proteintech30000-0-AP
TRIzol试剂Sigma--
抗TRPS1抗体Proteintech21938-1-AP
抗IgG抗体Proteintech30000-0-AP
ProteinA+G琼脂糖/鲑鱼精DNASigma--
异氟烷RWD--
微量注射器Hamilton--
脑立体定位仪RWD--
7.0 T磁共振成像系统(PharmaScan 70/16 US,ParaVision 6.0.1)Bruker--
小动物监测系统(Model 1030)SA Instruments, Inc.--
慢病毒(LV-ANGPT2,LV-sh-ANGPT2)GenePharma--
miR-126-5p激动剂GenePharma--
miR-126-5p拮抗剂GenePharma--
JEM-1400透射电子显微镜JEOL--
SU8100扫描电子显微镜Hitachi--
SPSS 23.0统计软件IBM Corporation--
GraphPad Prism 9.5统计软件GraphPad Software--
ImageJ软件----
SMART 3.0行为分析软件Panlab--

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
患者血液样本分析
患者分组、颈内静脉血采集时间点、TEMs比例检测方法(CD14+Tie2+细胞百分比)
阅读提示:Methods 中 'Patients and blood samples' 和 'Quantification of TEMs in blood'
HUVECs共培养
HUVECs代数(3-6代)、共培养方式(直接/间接)、TEMs浓度(1×10^3, 2×10^3, 4×10^3)、缺氧条件(1% O2)、共培养时间(过夜)
阅读提示:Methods 中 'Cell culture' 和 'Cell coculture and subgrouping',以及 Table 2
细胞转染
转染试剂(Lipofectamine 3000)、miR-126-5p mimics/inhibitors浓度(50 nM)、质粒用量(0.1 μg)、转染时间(48 h)
阅读提示:Methods 中 'Cell transfection and subgrouping'
裸鼠ICAO+EMS模型
ICAO手术细节(结扎右侧ICA)、EMS手术步骤、细胞注射剂量(1×10^5, 2×10^5, 4×10^5)、注射体积(1 μL)、注射速率(0.1 μL/min)
阅读提示:Methods 中 'Nude mouse model of unilateral chronic cerebral ischaemia'、'Cell transplantation'、'EMS surgery for nude mice'
大鼠2VO+EMS模型
2VO手术顺序(左CCA结扎,7天后右CCA)、EMS手术、agomir/antagomir剂量(20 μg)、慢病毒滴度(1×10^8 TU/mL)、注射体积(10 μL)
阅读提示:Methods 中 'Rat model of chronic cerebral ischaemia plus revascularization surgery' 和 'Lentivirus infection and miRNA transfection'
分子机制验证
DLR实验中报告质粒和miR-126-5p mimics浓度、RIP中抗AGO2和IgG用量、ChIP中抗TRPS1和IgG用量
阅读提示:Methods 中 'Dual-luciferase reporter (DLR) assay'、'RNA immunoprecipitation (RIP) assay'、'Chromatin immunoprecipitation (ChIP) assay'