Tie-2的糖基化抑制血管生成素-1信号激活及血管生成素-1诱导的血管生成

Glycation of Tie-2 Inhibits Angiopoietin-1 Signaling Activation and Angiopoietin-1-Induced Angiogenesis.

作者信息Haiyan Zhou, Tangting Chen, Yongjie Li, Jingcan You, Xin Deng, Ni Chen, Tian Li, Youkun Zheng, Rong Li, Mao Luo, Jianbo Wu, Liqun Wang
PMID35806141
发布时间2022-06-27
DOI10.3390/ijms23137137

实验完整度

中

包含体内、体外和离体实验,但缺乏基因敲除或过表达等功能验证,机制研究未深入,且离体实验未验证关键磷酸化事件。

主要模型

高脂饮食(HFD)诱导的C57BL/6J肥胖小鼠主动脉 人脐静脉内皮细胞(HUVECs) C57BL/6J小鼠主动脉环离体培养模型

重点核对

Tie-2糖基化在HFD小鼠主动脉和MGO处理HUVECs中的确认 MGO浓度(100μM)及处理时间(24小时) Ang-1刺激浓度(200ng/mL)及时间(15分钟) 氨基胍(AG)浓度(100μM)及预处理时间(1小时)

摘要

血管生成素-1(Ang-1)/Tie-2信号通路的损害被认为在糖尿病并发症中起关键作用。然而,其潜在机制仍不清楚。本研究旨在探讨Tie-2糖基化对Ang-1信号激活和Ang-1诱导的血管生成的影响。我们发现在高脂饮食(HFD)喂养的小鼠的主动脉和甲基乙二醛(MGO)处理的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)中,Tie-2被晚期糖基化终末产物(AGEs)修饰。MGO诱导的Tie-2糖基化显著抑制了Ang-1诱导的Tie-2和Akt磷酸化以及Ang-1调节的内皮细胞迁移和管形成,而氨基胍阻断AGE形成显著挽救了体外Ang-1信号激活和Ang-1诱导的血管生成。此外,MGO处理显著增加了离体培养主动脉中Tie-2的AGE交联,并且MGO诱导的Tie-2糖基化也显著降低了Ang-1诱导的主动脉环血管出芽。总之,这些数据表明Tie-2在糖尿病中可能被AGEs修饰,并且Tie-2糖基化抑制Ang-1信号激活和Ang-1诱导的血管生成。这可能为糖尿病缺血性疾病中Ang-1/Tie-2信号功能障碍和血管生成失败提供一种新的机制。

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
糖尿病中Tie-2是否被AGEs修饰,以及这种修饰是否影响Ang-1信号激活和Ang-1诱导的血管生成。
核心机制
MGO诱导的Tie-2糖基化(AGEs修饰)抑制Ang-1诱导的Tie-2和Akt磷酸化,从而损害下游信号传导和内皮细胞功能。
主要证据
在HFD小鼠主动脉中观察到Tie-2与AGEs共定位;在MGO处理的HUVECs中,免疫沉淀证实Tie-2的AGE修饰,且Ang-1诱导的Tie-2和Akt磷酸化降低,细胞迁移和管形成受损;AG处理可逆转这些效应;离体主动脉环实验中,MGO处理降低Ang-1诱导的血管出芽,AG挽救这一效应。
研究意义
本研究揭示Tie-2的AGE修饰可能参与糖尿病中Ang-1/Tie-2信号损伤的机制,为糖尿病微血管病变提供潜在治疗靶点。

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

体内主动脉Tie-2糖基化检测

验证在糖尿病相关病理模型(HFD喂养小鼠)中Tie-2是否被AGEs修饰。

8周龄雄性C57BL/6J小鼠分别饲喂正常饮食或高脂饮食16周,分离主动脉,固定包埋切片,用免疫组化检测Tie-2和AGEs表达及其共定位。

2

体外MGO诱导Tie-2糖基化检测

在体外细胞模型中验证MGO是否能诱导Tie-2糖基化,并检查其是否影响Tie-2表达。

HUVECs暴露于MGO(100μM)或对照24小时,细胞裂解液用抗Tie-2抗体免疫沉淀,再用抗AGE抗体进行Western blot检测;同时检测总Tie-2和膜表面Tie-2表达。

3

Ang-1信号激活及功能检测

评估MGO诱导的Tie-2糖基化是否影响Ang-1诱导的Tie-2磷酸化、下游Akt磷酸化以及内皮细胞迁移和管形成。

HUVECs经MGO或对照预处理后,用Ang-1刺激,检测Tie-2和Akt磷酸化水平;使用transwell迁移实验和Matrigel管形成实验评估内皮细胞功能。

4

抑制糖基化对Ang-1信号的保护作用

通过AGE形成抑制剂氨基胍(AG)验证Tie-2糖基化在Ang-1信号损伤中的因果作用。

HUVECs先用AG(100μM)预处理1小时,再暴露于MGO(100μM)24小时,之后刺激Ang-1,检测Tie-2和Akt磷酸化,以及细胞迁移和管形成。

5

离体主动脉环血管出芽实验

在离体组织中验证Tie-2糖基化对Ang-1诱导的血管生成的影响。

分离C57BL/6J小鼠主动脉,先用AG(100μM)或对照处理1小时,再用MGO(100μM)处理24小时,主动脉环包埋于胶原I凝胶中,用Ang-1刺激14天,观察微血管出芽。

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
评估体内效果

产品清单

实验环节名称品牌货号
人脐静脉内皮细胞ScienCell Research Laboratories8000
内皮细胞培养基ScienCell Research Laboratories1001
胎牛血清----
内皮细胞生长添加物----
抗生素溶液----
重组人血管生成素-1R&D systems923-AN
甲基乙二醛Sigma-AldrichM0252
氨基胍Sigma-Aldrich396494
生长因子减少的Matrigel基质胶BD Biosciences356234
I型胶原Corning354236
抗磷酸化Tie-2抗体Abcamab151704
抗AGE抗体Abcamab23722
抗磷酸化Akt抗体Cell Signaling Technology4060
抗总Akt抗体Cell Signaling Technology4691
抗总Tie-2抗体Cell Signaling Technology4224
用于免疫组化的抗Tie-2抗体Biossbs-1300R
用于免疫组化的抗AGEs抗体Biossbs-1158R
Pierce经典免疫沉淀试剂盒Thermo Scientific26146
高脂饮食Trophic Animal Feed High-tech Co., Ltd.TP2330055A
标准饮食Trophic Animal Feed High-tech Co., Ltd.TP2330055AC
RIPA裂解液Beyotime--
蛋白酶磷酸酶抑制剂混合物Thermo Scientific--
聚偏二氟乙烯膜Bio-Rad Laboratories--
快速封闭液EpiZyme--
辣根过氧化物酶标记的山羊IgGBeyotime--
抗GAPDH抗体----
抗β-肌动蛋白抗体----
Transwell小室----
结晶紫----
蔡司显微镜Zeiss--
Image J软件----
SPSS 19.0----

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、饮食类型及喂养时间
阅读提示:Materials and Methods 4.2 Animals 和 4.3 HFD-Fed Mouse Model
细胞培养
HUVECs来源、培养条件、血清浓度、生长因子和抗生素添加
阅读提示:Materials and Methods 4.5 Cell Culture
MGO处理
MGO浓度、处理时间、培养基血清浓度
阅读提示:Materials and Methods 4.6-4.9 及图2、3等
Ang-1刺激
Ang-1浓度、刺激时间、血清饥饿条件
阅读提示:Materials and Methods 4.6-4.9 及图3
信号通路检测
Western blot抗体稀释比例、细胞裂解液配方、蛋白上样量
阅读提示:Materials and Methods 4.9 Western Blotting
细胞功能实验
Transwell迁移实验的细胞密度、迁移时间;管形成实验的细胞数、Matrigel用量、成管时间
阅读提示:Materials and Methods 4.7 Cell Migration Assay 和 4.8 Tube Formation Assay
离体血管出芽
主动脉环处理条件、胶原凝胶类型、培养时间
阅读提示:Materials and Methods 4.11 Ex Vivo Angiogenesis Assay