铁与脂质共同下调巨噬细胞中铜蓝蛋白的蛋白水平,与快速泡沫细胞形成相关

Iron Together with Lipid Downregulates Protein Levels of Ceruloplasmin in Macrophages Associated with Rapid Foam Cell Formation.

作者信息Qi Wang, Jiajie Ji, Shuangying Hao, Meng Zhang, Kuanyu Li, Tong Qiao
PMID27040361
发布时间2016-10
DOI10.5551/jat.32292

实验完整度

包含细胞培养、铁处理、ox-LDL诱导泡沫细胞、Western blot、铁染色、胆固醇测定、酶活性测定、油红染色、流式凋亡检测等实验方法,但缺乏动物模型或患者样本验证。

主要模型

RAW264.7巨噬细胞 ox-LDL诱导的泡沫细胞模型

重点核对

LPS激活:50 ng/ml LPS处理12小时 铁处理:200 μM FAC或100 μM DFO处理24小时 ox-LDL处理:50 μg/ml ox-LDL处理24小时 联合处理:FAC和ox-LDL同时加入或间隔2小时 凋亡检测:Annexin V-FITC/PI双染流式细胞术

摘要

目的:先前的研究表明泡沫细胞中的铁积累参与动脉粥样硬化形成,但其机制尚未阐明。铜蓝蛋白(Cp)是细胞铁外排的重要因子,在我们之前的研究中发现在动脉粥样硬化斑块中表达下调。本研究旨在探讨Cp在动脉粥样硬化中的作用。方法:我们使用RAW264.7细胞,一种公认的动脉粥样硬化细胞模型,用脂多糖(LPS)、柠檬酸铁铵(FAC)或去铁胺,以及氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)处理,通过生化和组织学检测观察Cp的调节及其对铁外排和脂质积累的影响。结果:我们的结果显示,在LPS激活的RAW264.7细胞中,200 μM FAC处理后Cp蛋白水平升高。ox-LDL处理(50 μg/ml)显著降低了Cp的mRNA和蛋白水平以及亚铁氧化酶活性(p < 0.05)。ox-LDL处理后,铁蛋白和膜铁转运蛋白(两种分别与铁储存和外排相关的重要铁相关蛋白)的表达未见显著差异。然而,ox-LDL和FAC联合处理显著降低了Cp的表达。相应地,亚铁氧化酶活性同时降低,而Ft和Fpn1的蛋白水平显著升高,表明铁进一步积累。此外,与仅ox-LDL处理相比,FAC和ox-LDL联合处理增强了胆固醇的积累,并触发细胞凋亡。结论:我们的发现表明,铁和脂质的生理相互作用阻碍了巨噬细胞中铁的外排,并加速了泡沫细胞形成过程中的脂质积累,这暗示了铁在动脉粥样硬化病理学中的作用。

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
铁和脂质沉积如何影响巨噬细胞中铜蓝蛋白(Cp)的表达及其在泡沫细胞形成中的作用?
核心机制
铁和ox-LDL联合作用显著下调Cp的表达和亚铁氧化酶活性,导致铁外排受阻,同时增强CD36介导的脂质内流,促进胆固醇积累和细胞凋亡。
主要证据
RAW264.7细胞中,ox-LDL单独处理中度降低Cp表达,而FAC和ox-LDL联合处理显著降低Cp表达和活性,增加铁蛋白和Fpn1水平,增强胆固醇积累和凋亡(通过Western blot、铁染色、胆固醇测定、流式细胞术等验证)。
研究意义
研究提示降低巨噬细胞内的铁可能是一种促进胆固醇逆转运、延缓动脉粥样硬化进展的潜在策略。

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

细胞培养与铁处理

建立LPS激活的RAW264.7细胞模型,并观察铁对Cp表达的影响。

RAW264.7细胞用LPS(50 ng/ml)激活12小时,然后分别用FAC(200 μM)或DFO(100 μM)处理24小时,检测铁含量、铁相关蛋白和Cp的表达。

2

ox-LDL诱导泡沫细胞形成

验证ox-LDL对Cp表达的影响及其是否导致铁外排障碍。

LPS激活的RAW264.7细胞用ox-LDL(50 μg/ml)处理24小时,检测胆固醇含量、Cp表达及铁相关蛋白水平。

3

铁与ox-LDL联合处理

模拟动脉粥样硬化中铁过载的环境,观察联合处理对Cp表达和铁外排的影响。

LPS激活的RAW264.7细胞同时或间隔2小时加入FAC(200 μM)和ox-LDL(50 μg/ml),检测Cp表达、活性、铁蛋白和Fpn1水平,并进行铁染色。

4

脂质积累和凋亡检测

评估铁和ox-LDL联合处理对脂质积累和细胞凋亡的影响。

通过油红染色和胆固醇测定评估脂质积累,通过流式细胞术(Annexin V/PI)检测凋亡率,并检测Bcl2/Bax比例。

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。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
验证免疫效应
评估体内效果
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI 1640培养基Thermo Fisher Scientific--
胎牛血清Thermo Fisher Scientific--
青霉素-链霉素Thermo Fisher Scientific--
柠檬酸铁铵Sigma-Aldrich--
去铁胺Sigma-Aldrich--
脂多糖Sigma-Aldrich--
氧化低密度脂蛋白Sigma-Aldrich--
Trizol试剂Invitrogen--
裂解缓冲液Thermo Fisher Scientific--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Biotechnology--
硝酸纤维素膜Pall Corporation--
抗铁蛋白抗体Abcam--
抗铜蓝蛋白抗体GeneTex--
抗转铁蛋白受体抗体Santa Cruz Biotechnology--
抗铁转运辅助蛋白抗体GeneTex--
抗CD36抗体Proteintech Group--
抗ABCA1抗体Signalway Antibody--
抗Bcl2抗体Santa Cruz Biotechnology--
抗Bax抗体Santa Cruz Biotechnology--
抗β-肌动蛋白抗体Abcam--
抗GAPDH抗体Bioworld Technology--
辣根过氧化物酶标记的二抗----
增强化学发光Western blot检测试剂Thermo Fisher Scientific--
普鲁士蓝染色液----
酶法检测试剂盒Abcam--
油红O----
Annexin V-FITC和碘化丙啶双染试剂盒KeyGEN Biotech--

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
细胞系:RAW264.7;培养基:RPMI 1640含10% FBS、10 mM HEPES、2 mM L-谷氨酰胺、100 U/ml青霉素、100 μg/ml链霉素;细胞密度:1×10^5 cells/ml;培养条件:37°C、5% CO2。
阅读提示:Materials and Methods: Cell Cultures
细胞处理
LPS浓度:50 ng/ml,处理12小时;FAC浓度:200 μM,处理24小时;DFO浓度:100 μM,处理24小时;ox-LDL浓度:50 μg/ml,处理24小时。
阅读提示:Materials and Methods: Cell Treatment
联合处理
FAC和ox-LDL同时加入或间隔2小时。
阅读提示:Results: Iron Overload Worsens Cp Reduction in Lipid-Laden Macrophages; Figure 3D
蛋白表达检测
Western blot蛋白上样量:35 μg;抗体稀释比例需验证(例如Cp 1:1000,Ft 1:1000等)。
阅读提示:Materials and Methods: Western Blot Analysis
胆固醇含量测定
使用酶法试剂盒测量总胆固醇和游离胆固醇,计算胆固醇酯。
阅读提示:Materials and Methods: Cholesterol Content
凋亡检测
使用Annexin V-FITC和PI双染试剂盒,流式细胞仪型号:FACSCalibur。
阅读提示:Materials and Methods: Flow Cytometric Analysis