Tisp40通过NF-κB信号传导诱导肾缺血再灌注损伤中肾小管上皮细胞GSDMD介导的焦亡

Tisp40 Induces Tubular Epithelial Cell GSDMD-Mediated Pyroptosis in Renal Ischemia-Reperfusion Injury via NF-κB Signaling.

作者信息Chengcheng Xiao, Haijun Zhao, Hai Zhu, Yingyu Zhang, Qiuju Su, Feng Zhao, Renhe Wang
PMID32903383
发布时间2020-08-13
DOI10.3389/fphys.2020.00906

实验完整度

包含体外细胞实验(OGD/R刺激TCMK-1细胞)和体内动物实验(Tisp40敲除小鼠),并进行了功能验证(过表达/敲低/敲除)和机制验证(NF-κB通路抑制剂)。

主要模型

C57BL/6小鼠肾缺血再灌注损伤模型 Tisp40敲除小鼠肾缺血再灌注损伤模型 TCMK-1细胞氧糖剥夺/复氧模型

重点核对

缺血时间30分钟,再灌注时间0-48小时 OGD 24小时,复氧时间0-8小时 Tisp40敲低使用siRNA-Tisp40(100 nM)处理12小时 Tisp40过表达细胞系TCMK-1/Tisp40 NF-κB抑制剂PTL处理

摘要

肾缺血再灌注损伤(IRI)是急性肾损伤(AKI)的主要原因。作为转录因子,在精子发生过程中诱导的转录物40(Tisp40)已被发现参与肾IRI。然而,Tisp40在肾IRI肾小管上皮细胞(TEC)焦亡中的作用尚不清楚。在本研究中,我们通过体内苏木精-伊红(HE)染色、末端脱氧核苷酸转移酶dUTP缺口末端标记(TUNEL)测定、免疫组织化学(IHC)、逆转录定量PCR(RT-qPCR)和蛋白质印迹分析,以及体外氧糖剥夺/复氧(OGD/R)刺激的TCMK-1细胞通过乳酸脱氢酶(LDH)释放测定、CCK-8测定、酶联免疫吸附测定(ELISA)、流式细胞术分析、免疫荧光染色、RT-qPCR和蛋白质印迹分析,研究了Tisp40对肾IRI中GSDMD介导的TEC焦亡的影响及其潜在分子机制。我们发现Tisp40和GSDMD-N的表达水平逐渐升高,并在体内30分钟缺血/24小时再灌注和体外24小时OGD/6小时复氧时达到峰值,同时TEC焦亡和肾损伤水平相应增加。Pearson相关分析数据显示Tisp40和GSDMD-N的表达呈正相关。此外,Tisp40过表达加重了OGD/R刺激的TCMK-1细胞中TEC焦亡率,并增加了相关蛋白的表达,包括GSDMD-N、NLRP3、caspase-1、IL-1β和IL-18,而用靶向Tisp40的小干扰RNA(siRNA)处理的细胞则相反。与野生型小鼠相比,Tisp40缺陷小鼠表现出减轻的肾IRI和焦亡。此外,Tisp40敲除显著降低了GSDMD-N、IL-1β、IL-18、NLRP3和caspase-1的表达水平,并减轻了I/R诱导的肾焦亡。重要的是,Tisp40过表达通过p-p65激活显著增加了TECs焦亡,然而,Tisp40过表达的作用被小白菊内酯(PTL)部分阻断。总的来说,我们的发现为Tisp40如何调节肾IRI中GSDMD介导的焦亡机制提供了见解。

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
研究Tisp40是否以及如何调控肾缺血再灌注损伤中肾小管上皮细胞GSDMD介导的焦亡。
核心机制
Tisp40通过激活NF-κB p65磷酸化,增强NLRP3炎症小体活化,促进caspase-1、IL-1β和IL-18的释放,进而诱导GSDMD介导的TEC焦亡。
主要证据
体内小鼠IRI模型和体外OGD/R刺激TCMK-1细胞,通过western blot、RT-qPCR、ELISA、流式细胞术、TUNEL和免疫荧光等检测,发现Tisp40表达与GSDMD-N正相关,过表达加重焦亡,敲除/敲低减轻焦亡,且PTL部分阻断Tisp40过表达的作用。
研究意义
研究阐明了Tisp40调控肾IRI中GSDMD介导的焦亡机制,提示Tisp40可能是预防AKI及其向CKD和ESRD进展的有前景的治疗靶点。

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

构建体内和体外模型

建立肾缺血再灌注损伤模型和细胞氧糖剥夺/复氧模型,用于研究Tisp40在TEC焦亡中的作用。

对C57BL/6和Tisp40敲除小鼠进行双侧肾蒂夹闭30分钟,再灌注不同时间;TCMK-1细胞用无糖培养基缺氧处理24小时,复氧不同时间。

2

检测焦亡和损伤水平

评估模型建立情况和TEC焦亡程度。

通过HE染色、TUNEL染色、CCK-8、LDH释放测定、western blot检测GSDMD-N表达。

3

验证Tisp40与焦亡的相关性

明确Tisp40表达与GSDMD介导的焦亡之间的关系。

通过western blot、RT-qPCR检测不同时间点Tisp40和GSDMD-N表达,并用Pearson相关分析评估两者的相关性。

4

体外功能实验

验证Tisp40过表达或敲低对TEC焦亡的影响。

使用TCMK-1/Tisp40过表达细胞系和siRNA-Tisp40敲低,在OGD/R刺激下检测LDH释放、IL-1β/IL-18水平(ELISA)、NLRP3和caspase-1表达(RT-qPCR/western blot)、以及细胞焦亡(流式细胞术)。

5

体内功能实验

验证Tisp40敲除对小鼠肾IRI和焦亡的影响。

使用Tisp40敲除小鼠和野生型小鼠建立IRI模型,通过HE染色、IHC、RT-qPCR、western blot检测肾损伤和焦亡相关指标。

6

机制验证

探究Tisp40调控焦亡是否通过NF-κB通路。

在TCMK-1/Tisp40细胞中,用NF-κB抑制剂PTL处理,检测p65、p-p65、caspase-1表达,并通过流式细胞术和免疫荧光检测细胞焦亡和GSDMD-N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。

检测细胞活力和损伤
病理学评估
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
TCMK-1细胞American Type Culture CollectionCCL-139
Lipofectamine RNA iMAXInvitrogen--
pUC57-Tisp40----
pLVX-mCMV-ZsGreen-IRES-PuroWuhan Viral therapy Technologies Co., Ltd.--
EcoRINEB--
SpeINEB--
T4 DNA连接酶Transgen BioTechBM121
琼脂糖凝胶回收试剂盒OmegaD2500
JM109感受态细胞Wuhan Viral therapy Technologies Co., Ltd.--
慢病毒包装试剂盒Wuhan Viral therapy Technologies Co., Ltd.R003
HE染色试剂盒Beyotime--
TUNEL试剂盒Roche--
CCK-8试剂盒BeyotimeC0038
酶标仪Molecular Devices--
LDH释放检测试剂盒Beyotime--
TRIzol试剂Invitrogen--
第一链cDNA合成试剂盒InvitrogenK1622
IL-1β ELISA试剂盒Abcamab197742
IL-18 ELISA试剂盒Abcamab216165
Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒BD Biosciences--
流式细胞仪BD Biosciences--
正常山羊血清Gibco16210072
抗pro-IL-1β抗体Abcamab205924
抗IL-1β抗体Abcamab9722
抗IL-18抗体Abcamab71495
HRP标记的山羊抗兔二抗InvitrogenA32731
驴血清Sigma-Aldrich--
抗GSDMD-N抗体Biossbs-14287R
DAPIRoche--
荧光显微镜Leica--
核质提取试剂盒Nanjing KeyGen Biotech. Co., Ltd.KGP150
BCA蛋白定量试剂盒Invitrogen--
抗Tisp40抗体Santasc-54800
抗NLRP3抗体Abcamab214185
抗caspase-1抗体Abcamab138483
抗p65抗体Abcamab32536
抗磷酸化p65抗体Abcamab86299
抗β-actin抗体Abcamab8224
HRP标记的二抗Abcamab6789
Odyssey红外成像系统9120型LI-COR BiotechnologyModel 9120
SPSS软件----

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
小鼠品系、性别、周龄、体重、分组、缺血时间、再灌注时间
阅读提示:Materials and Methods 中 Animals and Surgical Protocols
细胞模型
细胞系、OGD/R处理条件(OGD时间、复氧时间)、siRNA浓度和处理时间
阅读提示:Materials and Methods 中 Cell Culture
Tisp40过表达
慢病毒载体、MOI、感染时间
阅读提示:Materials and Methods 中 Establishment of Tisp40-Overexpression Cell Line
NF-κB抑制剂实验
PTL浓度和处理时间
阅读提示:Results 中 Tisp40 Regulated GSDMD-Mediated TECs Pyroptosis via NF-κB Pathway,原文未明确说明具体浓度和时间
检测指标
HE染色损伤评分标准、TUNEL阳性细胞计数方法、western blot抗体稀释比、ELISA检测波长
阅读提示:Materials and Methods 中 HE Staining、TUNEL Assay、ELISA、Western Blotting