高尿酸通过凋亡靶向自噬促进动脉粥样硬化斑块不稳定

High Uric Acid Promotes Atherosclerotic Plaque Instability by Apoptosis Targeted Autophagy.

作者信息Weidong Liu, Wei Yu, De Xie, Qiang Wang, Hairong Zhao, Jiaming Lv, Furong He, Chenxi Xu, Binyang Chen, Tetsuya Yamamoto, Hidenori Koyama, Jidong Cheng
PMID36436875
发布时间2023-09-01
DOI10.5551/jat.63645

实验完整度

包含体内Apoe−/−小鼠模型(HUA诱导)、体外RAW264.7细胞验证、功能验证(凋亡/自噬)和机制验证(自噬激活剂逆转凋亡)等独立证据层级。

主要模型

Apoe−/−小鼠动脉粥样硬化模型 RAW 264.7巨噬细胞源性泡沫细胞

重点核对

Apoe−/−小鼠,8周龄雄性,随机分为SCD、HFD和HFD+HUA组,HFD喂养17周,最后3周隔日腹腔注射次黄嘌呤100 mg/kg和氧嗪酸钾150 mg/kg RAW 264.7细胞用ox-LDL 100 µg/ml和UA 15 mg/dl处理24小时 雷帕霉素10 µM预处理0.5小时,用于自噬激活 细胞活力检测:细胞2×10^5/ml,96孔板每孔100 µl,处理后加入CCK8溶液10 µl孵育2小时

摘要

目的:不稳定动脉粥样硬化斑块的急性破裂或侵蚀是动脉粥样硬化性心血管疾病不良后果的主要原因,常导致心肌梗死或卒中。高尿酸(HUA)与心血管事件和死亡风险增加相关。然而,HUA促进动脉粥样硬化的机制以及HUA是否影响斑块稳定性仍不清楚。方法:我们构建了伴有HUA的动脉粥样硬化Apoe−/−小鼠模型。通过油红O染色、苏木精-伊红(H&E)染色和Masson染色确定动脉粥样硬化和斑块的进展。分别使用TdT介导的dUTP缺口末端标记试验和免疫组织化学观察斑块中凋亡和自噬的变化。然后,我们用RAW 264.7细胞系验证了体内结果。结果:HUA促进动脉粥样硬化并加剧斑块易损性,包括巨噬细胞浸润显著增加、脂质积累、坏死核心增大和胶原纤维减少。HUA增加斑块中的细胞凋亡并抑制自噬。体外结果显示,HUA降低经氧化低密度脂蛋白处理的泡沫细胞巨噬细胞的细胞活力并增加细胞凋亡。自噬激活剂雷帕霉素可以部分逆转增加的凋亡。结论:HUA促进动脉粥样硬化并加剧斑块易损性,且HUA通过抑制自噬促进泡沫细胞凋亡。

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
高尿酸是否促进动脉粥样硬化进展和斑块易损性,以及其机制是否涉及泡沫细胞自噬和凋亡?
核心机制
高尿酸通过抑制自噬促进泡沫细胞凋亡,从而加剧动脉粥样硬化斑块的不稳定性。
主要证据
体内Apoe−/−小鼠模型显示HUA增加斑块巨噬细胞浸润、脂质积累、坏死核心,减少胶原纤维;TUNEL和免疫组化显示凋亡增加、自噬抑制;体外RAW264.7细胞实验显示HUA与ox-LDL协同诱导凋亡、抑制自噬(LC3II减少),且自噬激活剂雷帕霉素部分逆转凋亡。
研究意义
研究提示高尿酸可能通过抑制自噬促进泡沫细胞凋亡,进而加剧斑块易损性,为理解高尿酸与心血管事件风险关联提供机制线索,但其临床意义仍需更多临床试验探索。

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

构建高尿酸合并动脉粥样硬化小鼠模型

建立HUA叠加动脉粥样硬化的体内模型,以评估HUA对动脉粥样硬化进展的影响。

雄性8周龄Apoe−/−小鼠随机分为SCD组、HFD组和HFD+HUA组,HFD喂养17周,最后3周对HFD+HUA组隔日腹腔注射次黄嘌呤100 mg/kg和氧嗪酸钾150 mg/kg。

2

评估动脉粥样硬化斑块负荷和形态

确定HUA对主动脉斑块面积和斑块成分的影响,以评估斑块稳定性。

主动脉整体油红O染色评估斑块面积;主动脉根部冰冻切片行油红O、H&E、Masson、天狼星红染色,评估脂质、胶原、平滑肌和坏死核心。

3

检测斑块内凋亡和自噬水平

探究HUA对斑块内细胞凋亡和自噬的影响,以关联斑块不稳定性。

主动脉根部切片行TUNEL染色检测凋亡,免疫组化检测LC3B和p62表达评估自噬。

4

体外细胞模型验证HUA对泡沫细胞凋亡的影响

在细胞水平验证HUA对巨噬细胞源性泡沫细胞凋亡的影响。

RAW 264.7细胞与ox-LDL和UA共孵育,检测细胞活力、活性氧、凋亡(Annexin V-FITC)和cleaved caspase-3表达。

5

体外验证HUA对泡沫细胞自噬的影响

确定HUA对泡沫细胞自噬水平的影响,并关联凋亡变化。

透射电镜观察自噬体;Western blot检测LC3和p62表达。

6

自噬激活剂干预实验

验证激活自噬是否能逆转HUA诱导的泡沫细胞凋亡,以支持因果机制。

用雷帕霉素(Rapa)预处理细胞,然后加入ox-LDL和UA,检测细胞活力和凋亡变化。

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
次黄嘌呤----
氧嗪酸钾----
尿酸检测仪SinocareEA-11
尿酸检测试剂盒Nanjing JianchengC012-2-1
油红O染液SolarbioG1262
Masson染色试剂盒Solarbio20190829
天狼星红染色试剂盒PhygenePH1098
明场显微镜OlympusCX33
TUNEL试剂盒BeyotimeC1090
激光扫描共聚焦显微镜NikonA1R
抗LC3B兔抗体ABclonalA19665
抗P62兔抗体ABclonalA19700
HRP标记的山羊抗兔IgG----
DAB显色试剂盒Fuzhou ManxinDAB-0031
生化检测试剂盒Nanjing JianchengA111-2-1/A110-1-1/A112-1-1/A113-1-1
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清----
氧化低密度脂蛋白----
尿酸----
雷帕霉素----
CCK8溶液APEBIOK1018
Annexin V-FITC试剂盒BeyotimeC1062S
流式细胞仪BeckmanCytoflex LX
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂----
PVDF膜----
脱脂牛奶----
抗LC3抗体CST--
抗P62抗体CST--
抗cleaved caspase-3抗体ABclonal--
抗GAPDH抗体ABclonal--
ECL底物----

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(Apoe−/−)、周龄(8周)、性别(雄性)、分组(SCD/HFD/HFD+HUA)、HFD喂养时长(17周)、HUA诱导剂(次黄嘌呤100 mg/kg + 氧嗪酸钾150 mg/kg)及给药方式(隔日腹腔注射)和持续时间(3周)
阅读提示:Methods 2.1 Animals and in vivo Treatments
尿酸测定
血样采集方式(尾静脉/终采血)、检测试剂盒(C012-2-1)和检测波长(690 nm)
阅读提示:Methods 2.2 Measurement of UA in Mice
组织病理学分析
冰冻切片厚度(7 µm)、染色方法(油红O、H&E、Masson、天狼星红)及对应试剂盒
阅读提示:Methods 2.3 Assessment and Histopathology of Atherosclerotic Lesions
凋亡和自噬检测
TUNEL试剂盒(C1090)和免疫组化一抗(anti-LC3B、anti-p62)及二抗(HRP标记羊抗兔)
阅读提示:Methods 2.4 TUNEL Assay 和 2.5 Tissue Immunochemistry
细胞实验
细胞系(RAW 264.7)、培养基(DMEM+10% FBS)、处理(ox-LDL 100 µg/ml和UA 15 mg/dl共24h)、Rapa预处理(10 µM,0.5h)
阅读提示:Methods 2.7 Cell Culture and Treatment
细胞功能检测
细胞活力(CCK8,2×10^5/ml、100µl/well)、凋亡检测(Annexin V-FITC,流式)
阅读提示:Methods 2.8 Cell Viability Assays 和 2.9 Apoptosis by Flow Cytometry