金线莲苷通过PI3K-AKT-FoxO1通路抑制树突状细胞减轻肝脏纤维化炎症

Kinsenoside attenuates liver fibro-inflammation by suppressing dendritic cells via the PI3K-AKT-FoxO1 pathway.

作者信息Ming Xiang, Tingting Liu, Cheng Tian, Kun Ma, Jing Gou, Rongrong Huang, Senlin Li, Qing Li, Chuanrui Xu, Lei Li, Chih-Hao Lee, Yonghui Zhang
PMID35066108
发布时间2022-03
DOI10.1016/j.phrs.2022.106092

实验完整度

包含体内CCl4诱导肝纤维化模型、体外细胞实验(BMDC、JS-1)、过继转移实验、机制验证(ChIP、siRNA、通路抑制剂/激动剂)等多层级证据,并明确功能与机制验证。

主要模型

CCl4诱导肝纤维化小鼠模型 骨髓来源树突状细胞(BMDCs) 小鼠肝星状细胞(JS-1) 小鼠原代CD8+T细胞

重点核对

CCl4诱导肝纤维化小鼠模型:6周龄雄性C57BL/6J小鼠,腹腔注射10% CCl4(2 mL/kg),每周2次,持续8周 KD给药剂量:30、20、10 mg/kg,口服灌胃,每日1次,持续8周 BMDC培养:GM-CSF(20 μg/mL)和IL-4(10 ng/mL)处理7天,LPS(10 μg/mL)诱导成熟24小时 DC过继转移:5×10^6个细胞/只,尾静脉注射,在CCl4暴露6周后第1、8、15天 信号通路验证:PI3K激动剂740 Y-P(20 μg/mL)、PI3K抑制剂LY294002、siFoxO1转染

摘要

金线莲苷(KD)具有抗炎和免疫抑制作用。树突状细胞(DCs)是肝纤维化(LF)中病理性炎症微环境的关键调节因子。在此,我们探讨了KD是否以及如何通过调节DCs抑制LF的发展,并验证了该过程中涉及的信号通路。根据我们的分析,KD和过继转移KD处理的DCs均显著减轻了CCl4诱导的LF小鼠的肝脏组织病理学损伤、促炎细胞因子释放和细胞外基质沉积。值得注意的是,KD抑制了LF驱动的CD86、MHC-II和CCR7水平的升高,同时特异性上调DCs上PD-L1的表达,从而阻断了CD8+T细胞的活化。此外,KD降低了DCs的糖酵解,维持DCs不成熟,伴随DCs中IL-12的降低。通过抑制DCs功能,KD干扰了DCs与HSCs的通讯,肝脏中α-SMA和Col-I的表达或分泌降低。机制上,KD抑制了LF或PI3K激动剂驱动的PI3K-AKT磷酸化,随后增强了FoxO1的核转位以及FoxO1与DCs中PD-L1启动子的结合。PI3K抑制剂或si-IL-12作用于DC可缓解LF、HSC活化,并减弱KD的作用。总之,KD通过PI3K-AKT-FoxO1通路促进PD-L1表达并降低IL-12分泌,从而抑制DC成熟,进而阻断CD8+T细胞和HSCs的活化,从而减轻LF中的肝损伤和纤维化炎症。

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
金线莲苷是否通过调节树突状细胞功能来减轻肝纤维化及其潜在机制是什么?
核心机制
KD抑制PI3K-AKT轴的磷酸化,增强FoxO1的核转位及其与PD-L1启动子的结合,从而上调PD-L1表达并减少IL-12分泌,导致DC免疫抑制,进而阻断CD8+T细胞和HSCs活化。
主要证据
在CCl4诱导的LF小鼠中,KD和过继转移KD处理的DCs均减轻肝脏损伤和纤维化;在体外,KD抑制BMDCs成熟和功能,降低糖酵解,并通过PI3K-AKT-FoxO1通路增强FoxO1与PD-L1启动子结合;si-IL-12或siFoxO1实验证实IL-12和FoxO1的关键作用。
研究意义
KD可能作为治疗肝纤维化的新型候选药物,因其具有显著的药理活性和药代动力学稳定性,且对其他器官无明显毒性。

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

建立CCl4诱导的肝纤维化小鼠模型

构建肝纤维化模型以评估KD的治疗效果。

6周龄雄性C57BL/6J小鼠腹腔注射10% CCl4(2 mL/kg),每周2次,持续8周,同时口服灌胃KD(30、20、10 mg/kg)或溶剂,每日1次,持续8周。

2

体外培养BMDCs并检测KD对DC成熟和功能的影响

验证KD是否直接调节DC的成熟和功能。

从骨髓分离BMDCs,用GM-CSF和IL-4培养7天,LPS(10 μg/mL)诱导成熟,并用不同浓度KD处理,检测DC表面标志物(MHC-II、CD86、CCR7、PD-L1)、细胞因子(IL-12、IL-10)和糖酵解。

3

DC和JS-1共培养实验

探究KD通过DC调节HSC活化的机制。

将BMDCs(3×10^4)与JS-1(3×10^5)在transwell中共培养,DC经KD、si-IL-12或KD+si-IL-12预处理,检测JS-1中α-SMA、Col-I、TGF-β1和TIMP-1的表达。

4

过继转移KD处理的DCs至LF小鼠

验证DC在KD抗肝纤维化作用中的必要性。

将LPS成熟BMDCs或KD处理的BMDCs(5 μg/mL)通过尾静脉注射给CCl4诱导的LF小鼠,评估肝脏病理、炎症和纤维化指标。

5

机制验证:PI3K-AKT-FoxO1通路

阐明KD调节DC功能的分子机制。

检测KD对LPS或740 Y-P诱导的DC中PI3K/AKT/FoxO1磷酸化的影响,使用LY294002、siFoxO1干预,并通过ChIP检测FoxO1与PD-L1启动子的结合。

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
RPMI 1640培养基HyClone--
粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子Peprotech--
白细胞介素-4Shanghai ExCell Biology Inc.--
DMEM/F-12培养基HyClone--
胎牛血清----
转化生长因子-β1Peprotech--
脂多糖----
CD8a+T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec--
FITC-Annexin V凋亡检测试剂盒BD Biosciences--
抗α-SMA抗体Proteintech--
抗FoxO1抗体Cell Signaling Technology--
Alexa Fluor 594标记驴抗兔IgGAntgene--
FITC标记CD11c抗体eBioscience--
APC标记CD86抗体eBioscience--
PE标记MHC-II抗体eBioscience--
PE标记CD274抗体eBioscience--
APC标记CCR7抗体eBioscience--
APC标记CD3抗体eBioscience--
PE标记CD8抗体eBioscience--
FITC标记CD4抗体eBioscience--
APC标记NK1.1抗体eBioscience--
APC标记CD11b抗体eBioscience--
PE标记Gr1抗体eBioscience--
FITC标记F4/80抗体eBioscience--
APC标记CD86抗体eBioscience--
Alexa 647标记CD206抗体eBioscience--
GenMute™ siRNA转染试剂SignaGen Laboratories--
Simple ChIP Plus酶法染色质免疫沉淀试剂盒Cell Signaling Technology--
ELISA试剂盒eBioscience--
ELISA试剂盒Ruixin Biotech--
Griess试剂Beyotime--
葡萄糖检测试剂盒Rsbio--
安捷伦Seahorse XF细胞培养微孔板Agilent Technologies--
PI3K抗体Cell Signaling Technology--
p-PI3K (Tyr458)抗体Cell Signaling Technology--
AKT抗体Cell Signaling Technology--
p-AKT (Ser473)抗体Cell Signaling Technology--
FoxO1抗体Cell Signaling Technology--
p-FoxO1 (Ser256)抗体Signalway Antibody--
α-SMA抗体Proteintech--
GAPDH抗体Bioswamp--
Histone 3抗体Sungene Biotech--
ECL化学发光检测试剂盒Amersham Biosciences--
双红外激光成像系统(Odyssey CLX)LI-COR--
TRIzol试剂----
反转录试剂盒Promega--
金线莲苷--PubChem
LY294002--PubChem
740 Y-P--PubChem
DiR荧光染料----
Pear Trilogy成像系统(Odyssey CLX)LI-COR--

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
动物模型建立
小鼠品系、性别、年龄、CCl4剂量、给药频率、持续时间
阅读提示:Materials and methods 2.1, 2.3
KD给药
KD剂量(10、20、30 mg/kg)、给药方式(口服灌胃)、频率、持续时间
阅读提示:Materials and methods 2.3
BMDC培养
骨髓来源、GM-CSF和IL-4浓度、培养时间、LPS浓度和处理时间
阅读提示:Materials and methods 2.4
DC过继转移
DC数量(5×10^6)、处理条件(KD浓度)、注射时间点
阅读提示:Materials and methods 2.5
信号通路干预
740 Y-P浓度(20 μg/mL)、LY294002浓度、siFoxO1和si-IL-12序列及转染方法
阅读提示:Materials and methods 2.10, 2.11
DC与HSC共培养
DC和JS-1数量、处理条件(KD、si-IL-12)、共培养时间
阅读提示:Materials and methods 2.6