KIF11通过激活M1巨噬细胞极化和促进炎性细胞因子分泌促进类风湿关节炎发病

KIF11 promotes rheumatoid arthritis pathogenesis by activating M1 macrophage polarization and promoting inflammatory cytokine secretion.

作者信息Zhaonan Ban, Yongjie Ye, Hang Zhong, Zhengjiang Li, Zhangzhen Du, Wanquan Cao, Lei Yang, Shuxing Xing
PMID42127012
期刊PLoS One
发布时间2026-05-13
DOI10.1371/journal.pone.0347313

实验完整度

包含生物信息学分析、细胞功能实验(增殖、迁移)、机制验证(NF-κB通路)及巨噬细胞极化实验,但缺乏体内模型验证。

主要模型

MH7A细胞(RA-FLS细胞系) THP-1细胞来源的M1巨噬细胞

重点核对

KIF11在RA滑膜组织中的表达上调 TNF-α和IL-1β刺激MH7A细胞后KIF11蛋白表达增加 KIF11敲低对MH7A细胞增殖、迁移及炎性细胞因子分泌的影响 KIF11敲低对M1巨噬细胞极化和细胞因子分泌的影响 NF-κB p65磷酸化和核转位的变化

摘要

背景与目的:KIF11是一种有丝分裂驱动蛋白,已被认为与肿瘤发生有关,但其在RA发病中的具体作用和机制仍 largely unexplored。我们旨在探讨KIF11促进RA进展的功能作用及分子机制。方法:首先对公共RA数据集(GSE55457、GSE55235、GSE2053、GSE12021和GSE1919)进行生物信息学分析,利用GO/KEGG和GSEA分析鉴定KIF11相关的差异表达基因及其富集通路。采用慢病毒介导的shRNA敲低MH7A细胞和M1极化巨噬细胞中KIF11的表达。通过FACS检测表面标志物CD86评估巨噬细胞活化的影响。分别通过定量PCR和ELISA检测炎性细胞因子的表达。结果:生物信息学分析显示,KIF11相关基因显著富集于免疫激活通路,尤其是适应性免疫系统和细胞因子-细胞因子受体相互作用。体外数据显示,KIF11敲低抑制了M1巨噬细胞表型,CD86表达显著降低。此外,KIF11缺失导致M1巨噬细胞中细胞因子的mRNA水平和蛋白分泌显著降低。结论:KIF11的缺失显著抑制了MH7A细胞的增殖、迁移和炎性细胞因子分泌,并减弱了M1巨噬细胞的成熟以及炎性细胞因子的产生,表明其在RA病理中的关键作用。

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
KIF11在类风湿关节炎发病中的功能作用和分子机制是什么?
核心机制
KIF11通过激活NF-κB信号通路,促进M1巨噬细胞极化和炎性细胞因子(IL-1β、IL-6、TNF-α等)分泌,从而驱动RA病理。
主要证据
KIF11在RA滑膜组织和炎性刺激下表达上调;敲低KIF11抑制MH7A细胞增殖、迁移和炎性因子分泌,抑制NF-κB p65磷酸化及核转位;在M1巨噬细胞中敲低KIF11降低CD86、CD80表达及IL-1β、IL-6、iNOS、TNF-α表达和分泌。
研究意义
研究首次阐明KIF11在RA中的促炎作用,为针对KIF11的RA治疗策略提供机制基础,提示其作为潜在治疗靶点的可能性。

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

生物信息学分析

识别RA中KIF11相关的差异表达基因和富集通路

分析五个GEO数据集(GSE55457等),鉴定KIF11相关DEGs,进行GO/KEGG及GSEA分析,并构建PPI网络识别hub基因。

2

细胞培养和KIF11表达验证

验证KIF11在RA滑膜细胞中的表达及炎症因子对其调控

培养MH7A细胞,用TNF-α和IL-1β处理,通过Western blot检测KIF11蛋白表达。

3

KIF11敲低对MH7A细胞功能的影响

评估KIF11缺失对RA-FLS增殖、迁移和炎性因子分泌的影响

用KIF11 shRNA慢病毒感染MH7A细胞,通过MTT、EdU、Transwell和ELISA等检测细胞活力、增殖、迁移和细胞因子分泌。

4

KIF11敲低对NF-κB通路的影响

探究KIF11调控MH7A细胞炎症的分子机制

Western blot检测p65磷酸化水平,通过亚细胞分离检测p65核转位。

5

KIF11敲低对M1巨噬细胞极化的影响

评估KIF11在巨噬细胞M1极化及炎性因子分泌中的作用

THP-1细胞经PMA分化后,用IFN-γ和LPS诱导M1巨噬细胞,再感染KIF11 shRNA慢病毒,通过流式检测CD86/CD80,qPCR和ELISA检测炎性因子。

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
DMEM培养基----
胎牛血清----
肿瘤坏死因子-αThermo Fisher Scientific14832962
白细胞介素-1βSigma-AldrichSRP3083
KIF11 shRNA慢病毒颗粒OrigeneTL311921V
对照慢病毒颗粒OrigeneTR30021V
KIF11 cDNA ORF克隆Sino BiologicalHG17895-UT
pCMV3-untagged载体Sino BiologicalCV011
MTT溶液----
Click-iT EdU成像试剂盒Thermo Fisher ScientificC10354
Transwell膜滤器插件Corning Costar3422
KIF11抗体[EPR12280-76]Abcamab181981
NF-κB p65 (D14E12)兔单克隆抗体Cell Signaling Technology8242
磷酸化NF-κB p65 (Ser536) (93H1)兔单克隆抗体Cell Signaling Technology3033
抗α-微管蛋白抗体Abcamab4074
抗Lamin B1抗体Abcamab16048
β-肌动蛋白抗体[SP124]Abcamab115777
免疫沉淀分析缓冲液BeyotimeP0013
IL-1β ELISA试剂盒NeobioscienceEHC002b.96
IL-6 ELISA试剂盒NeobioscienceEHC007.96
TNF-α ELISA试剂盒NeobioscienceEHC103a.48
IL-8 ELISA试剂盒NeobioscienceEHC008(H).96
RNApure试剂盒Bioteke--
MLV逆转录酶Invitrogen--
ABI Prism 7500Applied Biosystems--

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
MH7A细胞培养条件(培养基、血清、温度、CO2浓度)
阅读提示:Materials and methods: Cell lines
细胞因子刺激
TNF-α和IL-1β的浓度及处理时间
阅读提示:Materials and methods: Cell lines; Figure 1 legend
基因敲低
KIF11 shRNA慢病毒的感染滴度、感染时间及MOI
阅读提示:Materials and methods: KIF11 shRNA lentiviruses and KIF11 overexpressed plasmid
细胞增殖检测
MTT实验的细胞密度、处理时间、MTT浓度及孵育时间
阅读提示:Materials and methods: MTT assay
迁移实验
Transwell实验的细胞密度、孔径、培养时间及染色方法
阅读提示:Materials and methods: Migration assay
Western blot
抗体稀释度、蛋白上样量、电泳及转膜条件
阅读提示:Materials and methods: Western blot analysis
M1巨噬细胞极化
PMA浓度及处理时间,IFN-γ和LPS的浓度及处理时间
阅读提示:Materials and methods: RNA extraction and real-time PCR
巨噬细胞感染
慢病毒感染M1巨噬细胞的MOI及感染时间
阅读提示:Results: Knockdown of KIF11 attenuates the M1 macrophage activation marker CD86 and CD80; Methods