ACSF2-PGK1相互作用通过调节Keap1/Nrf2信号促进糖尿病肾病肾小管上皮细胞铁死亡

ACSF2-PGK1 interaction promotes ferroptosis in renal tubular epithelial cells of diabetic nephropathy by regulating Keap1/Nrf2 signaling.

作者信息Xinran Liu, Chaoyi Chen, Sai Zhu, Xiaomei Luo, Li Gao, Ziyun Hu, Yu Ma, Ling Jiang, Yonggui Wu
PMID40669859
期刊Redox Rep
发布时间2025-12
DOI10.1080/13510002.2025.2529618

实验完整度

包含体外细胞模型、体内动物模型、患者样本分析,以及功能验证(siRNA沉默)和机制验证(Co-IP、LC-MS/MS、磷酸化及泛素化检测)。

主要模型

db/db小鼠 高糖诱导的HK-2细胞 DN患者肾组织样本

重点核对

ACSF2在DN患者和db/db小鼠肾小管中的表达 ACSF2沉默对高糖诱导的HK-2细胞铁死亡的影响 ACSF2与PGK1的相互作用及PGK1 S203磷酸化 PGK1对ACSF2蛋白稳定性的调节(泛素化)

摘要

目的:最近的研究强调了肾脏疾病与铁死亡之间的密切关联。然而,铁死亡在糖尿病肾病(DN)中的作用仍不清楚。本研究旨在确定ACSF2在DN肾小管损伤中的作用及其潜在机制。方法:我们建立了体内(db/db小鼠)和体外(高糖诱导的HK-2细胞)糖尿病肾病模型。结果:在DN患者和db/db小鼠的肾小管中观察到ACSF2显著上调。ACSF2表达与肾小管损伤和肾功能相关,表明其可作为DN患者的独立生物标志物。沉默ACSF2通过减少氧化应激诱导的铁死亡,在体内和体外减轻了高糖诱导的肾小管上皮细胞损伤。机制上,液相色谱-串联质谱和免疫共沉淀表明ACSF2特异性结合PGK1。ACSF2通过调节PGK1丝氨酸203位点的磷酸化影响Keap1二聚化,进而影响NRF2的水平。此外,PGK1通过去泛素化稳定ACSF2,形成正反馈环路。结果提供了证据表明ACSF2与PGK1的相互作用通过调节氧化应激诱导的铁死亡促进DN进展。讨论:ACSF2参与氧化应激与铁死亡之间的串扰。这可能是DN的潜在治疗靶点。

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
ACSF2在糖尿病肾病肾小管损伤中的作用及其潜在机制。
核心机制
ACSF2与PGK1相互作用,通过调节PGK1 S203磷酸化影响Keap1二聚化,进而调节Nrf2信号,促进氧化应激诱导的铁死亡;同时,PGK1通过抑制ACSF2泛素化稳定ACSF2,形成正反馈环路。
主要证据
在db/db小鼠和高糖诱导的HK-2细胞中,沉默ACSF2减轻了肾小管损伤和铁死亡;Co-IP和LC-MS/MS证实ACSF2与PGK1结合;Western blot显示ACSF2影响PGK1 S203磷酸化及Nrf2表达。
研究意义
ACSF2可能作为预测DN进展的生物标志物和抑制其进展的治疗靶点。

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

筛选铁死亡相关差异基因

识别与糖尿病肾病相关的铁死亡相关关键基因

对DN患者和正常对照肾组织进行RNA-seq,并与FerrDb数据库中的铁死亡基因取交集,发现ACSF2在DN中上调。

2

验证ACSF2在肾小管中的表达及临床相关性

验证ACSF2在DN中表达上调,并评估其与肾小管损伤和铁死亡的相关性

通过免疫组化、免疫荧光和Western blot检测DN患者和db/db小鼠肾组织中ACSF2表达,并进行相关性分析。

3

体内敲低ACSF2对肾小管损伤和铁死亡的影响

探究ACSF2在体内对铁死亡和肾小管损伤的作用

使用AAV9-shACSF2在db/db小鼠肾小管中敲低ACSF2,检测尿白蛋白、肾小管损伤标志物、氧化应激和铁死亡指标。

4

体外敲低ACSF2对高糖诱导的肾小管上皮细胞铁死亡的影响

探究ACSF2在体外对铁死亡的作用

在高糖刺激的HK-2细胞中敲低ACSF2,检测细胞损伤、氧化应激和铁死亡指标。

5

机制研究:ACSF2与PGK1的相互作用及对Keap1/Nrf2信号的影响

阐明ACSF2调控铁死亡的分子机制

通过Co-IP、LC-MS/MS、分子对接、Western blot等分析ACSF2与PGK1的相互作用,及对PGK1磷酸化和Keap1/Nrf2信号的影响。

6

机制研究:PGK1对ACSF2蛋白稳定性的调节

探究PGK1如何调节ACSF2表达

通过过表达或敲低PGK1,检测ACSF2蛋白水平、半衰期和泛素化水平。

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。

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
抗ACSF2抗体 (16140-1-AP)Proteintech16140-1-AP
抗APQ1抗体 (sc-25287)Santa Cruz Biotechnologysc-25287
抗CD28K抗体 (14479-1-AP)Proteintech14479-1-AP
抗APQ3抗体 (sc-518001)Santa Cruz Biotechnologysc-518001
抗CD31抗体 (11265-1-AP)Proteintech11265-1-AP
抗synaptopodin抗体 (sc-515842)Santa Cruz Biotechnologysc-515842
抗PDGFR-β抗体 (sc-374573)Santa Cruz Biotechnologysc-374573
抗NGAL抗体 (ab125075)Abcamab125075
抗KIM-1抗体 (ab78494)Abcamab78494
抗GPX4抗体 (ab125066)Abcamab125066
抗4-HNE抗体 (ab48506)Abcamab48506
抗PGK1抗体 (17811-1-AP)Proteintech17811-1-AP
抗泛素抗体 (20326)Cell Signaling Technology20326
抗PGK1 pS203抗体 (SAB487P)Signalway AntibodySAB487P
抗Keap1抗体 (ab139729)Abcamab139729
抗Nrf2抗体 (16396-1-AP)Proteintech16396-1-AP
抗HO-1抗体 (10701-1-AP)Proteintech10701-1-AP
PAS染色试剂盒SolarbioG1281
ELISA试剂盒Abcamab207620
铁含量检测试剂盒LeaGene--
GSH检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
MDA检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
SOD检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
LPO检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
DMEM/F12培养基HycloneSH30023.FS
胎牛血清Gibco10100147C
脂质体转染试剂2000Invitrogen--
JC-1检测试剂盒BeyotimeC2006
二氢乙啶BeyotimeS0063
二氯二氢荧光素二乙酸酯BeyotimeS0033M
蛋白A/G琼脂糖珠----
DAB显色试剂盒BeyotimeP0202
DAPIBeyotimeP0131
ECL化学发光检测系统Yeasen36222ES76
荧光显微镜Leica Microsystems--
Amersham Imager 600成像系统----

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
体内敲低ACSF2
ACSF2敲低效率,使用AAV9-shACSF2,注射剂量和滴度,db/db小鼠周龄
阅读提示:参见Methods中Animals部分
体外高糖诱导
高糖浓度(30 mM),处理时间,细胞系(HK-2)来源
阅读提示:参见Methods中Cell culture部分和Results中Figure 4
铁死亡评估
GPX4、4-HNE、MDA、LPO、SOD、铁含量、GSH水平的检测方法
阅读提示:参见Methods中Measurement of ...部分和Results中Figure 3和4
机制研究
LC-MS/MS结果,Co-IP抗体,PGK1 S203磷酸化检测,泛素化检测
阅读提示:参见Methods中Co-IP and mass spectrometry部分和Results中Figure 5和6