MLKL信号通过CXCL10调控急性胰腺炎中的巨噬细胞极化

MLKL signaling regulates macrophage polarization in acute pancreatitis through CXCL10.

作者信息Cheng Peng, Guangping Tu, Jiale Wang, Yilin Wang, Peng Wu, Li Yu, Zhiqiang Li, Xiao Yu
PMID36828808
发布时间2023-02-24
DOI10.1038/s41419-023-05655-w

实验完整度

包含体内动物模型(WT、Ripk3-/-、Mlkl-/-小鼠AP模型)、体外细胞实验(胰腺腺泡细胞与腹腔巨噬细胞共培养)、RNA-seq转录组分析以及中和抗体验证,进行了表型、功能及机制验证。

主要模型

C57BL/6J小鼠AP模型(雨蛙素+LPS诱导) Ripk3-/-小鼠 Mlkl-/-小鼠 原代胰腺腺泡细胞 小鼠腹腔巨噬细胞

重点核对

AP诱导方案:7次每小时腹腔注射雨蛙素(50μg/kg)加一次脂多糖(10mg/kg) Mlkl敲除对AP的保护作用(病理评分、IL-6、TNF-α、血清淀粉酶) CXCL10中和抗体体内干预(20μg/只) 巨噬细胞M1/M2标志物(iNOS、CD206)检测 基因型对照:Ripk3-/-与Mlkl-/-小鼠

摘要

急性胰腺炎(AP)是一种以局部和全身炎症为特征的疾病,其发病率在全球范围内不断增加。受体相互作用的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶3(RIPK3)、混合谱系激酶结构域样蛋白(MLKL)和固有免疫细胞巨噬细胞已被报道参与AP的发病机制。然而,RIPK3和MLKL调节胰腺损伤的机制,以及受损的胰腺腺泡细胞与浸润性巨噬细胞在AP中的相互作用,仍然不明确。在本研究中,通过雨蛙素加脂多糖在体内诱导C57BL/6J、Ripk3-/-和Mlkl-/-小鼠的实验性胰腺炎,并分离原代胰腺腺泡细胞以揭示雨蛙素刺激下的细胞机制。结果显示,在小鼠AP模型的胰腺和雨蛙素处理的胰腺腺泡细胞中,MLKL及其磷酸化蛋白p-MLKL表达上调,且不依赖其典型上游分子Ripk3,并似乎以不依赖细胞死亡的方式发挥作用。敲除Mlkl通过减少胰腺巨噬细胞向M1表型极化而减轻小鼠AP,这种保护作用部分通过减少胰腺腺泡细胞分泌CXCL10实现,而敲除Ripk3则无此作用。在体外中和CXCL10削弱了雨蛙素处理的胰腺腺泡细胞条件培养基的促M1能力,而在体内中和CXCL10减少了小鼠胰腺巨噬细胞向M1的极化并减轻了AP的严重程度。这些发现提示,靶向MLKL-CXCL10-巨噬细胞轴可能是治疗AP的一种有前景的策略。

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
RIPK3和MLKL如何调节胰腺损伤,以及受损胰腺腺泡细胞与浸润巨噬细胞在AP中的相互作用机制尚不明确,本研究旨在探索MLKL信号在AP中对巨噬细胞极化的调控作用。
核心机制
MLKL以不依赖RIPK3的方式上调,促进胰腺腺泡细胞分泌CXCL10,进而诱导巨噬细胞向M1型极化,加重胰腺炎症和损伤。
主要证据
在小鼠AP模型和雨蛙素处理的胰腺腺泡细胞中观察到p-MLKL上调且不依赖Ripk3;Mlkl敲除减少M1巨噬细胞极化并减轻AP;RNA-seq和ELISA显示CXCL10在WT细胞中显著上调;中和CXCL10在体外和体内均减少M1极化并减轻AP。
研究意义
靶向MLKL-CXCL10-巨噬细胞轴可能是治疗AP的一种有前景的策略。

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

AP模型建立和MLKL活化检测

验证MLKL信号在AP中是否被激活及其是否依赖Ripk3。

通过雨蛙素+LPS诱导C57BL/6J、Ripk3-/-和Mlkl-/-小鼠AP模型,分离原代胰腺腺泡细胞并用雨蛙素刺激;检测p-MLKL、MLKL、p-RIPK3、RIPK3表达。

2

Mlkl敲除对AP严重程度的影响

评估Mlkl敲除是否减轻小鼠AP的严重程度,并与Ripk3敲除比较。

比较WT、Mlkl-/-和Ripk3-/-小鼠AP模型的病理评分、血清淀粉酶、胰腺水肿、炎症因子水平。

3

巨噬细胞极化分析

确定Mlkl敲除是否影响胰腺巨噬细胞M1/M2极化。

在WT、Mlkl-/-和Ripk3-/-小鼠AP模型中,通过免疫荧光检测胰腺巨噬细胞M1(F4/80+iNOS+)和M2(F4/80+CD206+)标志。

4

体外共培养实验

验证Mlkl缺失的胰腺腺泡细胞是否影响巨噬细胞极化。

建立间接共培养系统,用WT或Mlkl-/-小鼠来源的胰腺腺泡细胞条件培养基处理腹腔巨噬细胞,检测M1/M2标志物。

5

RNA-seq筛选差异基因

寻找Mlkl敲除对胰腺腺泡细胞基因表达的影响,特别是与巨噬细胞极化相关的因子。

对WT和Mlkl-/-小鼠来源的雨蛙素处理胰腺腺泡细胞进行RNA-seq,比较差异表达基因。

6

CXCL10表达验证和中和实验

验证CXCL10在Mlkl敲除中的作用,并测试中和CXCL10是否影响巨噬细胞极化和AP严重程度。

在细胞和动物水平验证CXCL10表达;体外用抗CXCL10中和抗体处理条件培养基,体内给AP小鼠腹腔注射抗CXCL10抗体,评估巨噬细胞极化和AP严重程度。

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
雨蛙素MedChemExpressHY-A0190
抗CXCL10中和抗体GeneTexGTX31179
抗CXCL10中和抗体R&D SystemsMAB466
兔IgG同型对照GeneTexGTX35035
大鼠IgG同型对照R&D Systems6-001-F
胶原酶PRoche11249002001
大豆胰蛋白酶抑制剂SigmaT6414
DMEM培养基----
牛血清白蛋白----
TNF-α ELISA试剂盒CUSABIOCSB-E04741 m
IL-6 ELISA试剂盒CUSABIOCSB-E04639 m
CXCL10 ELISA试剂盒CUSABIOCSB-E08183 m
TRIzol试剂VazymeR401-01
快速RNA提取试剂盒Accurate BiotechAG21023
HiScript II Q RT SuperMixVazymeR223-01
ChamQ通用SYBR qPCR预混液VazymeQ711-02
RIPA裂解液BioworldBD0031
蛋白酶抑制剂CWbiotechCW2200S
磷酸酶抑制剂CWbiotechCW2383S
PVDF膜Millipore--
化学发光液ApplygenP1052
Tris-EDTA缓冲液ServicebioG1201
QuickBlock™封闭液BeyotimeP0260
自发荧光淬灭剂ServicebioG1221
酪胺信号放大试剂盒ServicebioG1235-100T
DAB显色液ZSGB-BIOZLI-9017
Chemray 240全自动生化分析仪Redu Life Technologies--
TruSeq RNA样本制备试剂盒Illumina--
HiSeq测序平台Illumina--
抗MLKL抗体Proteintech66675-1-Ig
抗p-MLKL抗体Abcamab196436
抗p-MLKL抗体AffinityAF3902
抗p-RIPK3抗体Abcamab222320
抗p-RIPK3抗体Cell Signaling Technology91702
抗RIPK3抗体AffinityDF7339
抗IL-6抗体ServicebioGB11117
抗TNF-α抗体ServicebioGB11188
抗F4/80抗体ServicebioGB11027
抗iNOS抗体Cell Signaling Technology13120
抗CD206抗体Proteintech60143-1-Ig
抗淀粉酶抗体Biossbs-4030R
抗CXCL10抗体Biossbs-1502R

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
AP模型诱导
小鼠品系、性别、年龄、禁食时间、雨蛙素剂量和注射次数、LPS剂量、处死时间
阅读提示:Materials and methods: Mice, Acute pancreatitis (AP) model
胰腺腺泡细胞分离与刺激
胶原酶P浓度、大豆胰蛋白酶抑制剂浓度、BSA浓度、雨蛙素浓度和处理时间
阅读提示:Materials and methods: Isolation of mouse pancreatic acinar cells and preparation of conditioned medium
腹腔巨噬细胞分离与共培养
硫代乙醇酸盐浓度和体积、细胞培养条件、条件培养基体积和处理时间
阅读提示:Materials and methods: Mouse peritoneal macrophage isolation and intervention
CXCL10中和实验
中和抗体来源、剂量、给药时机
阅读提示:Results: Neutralization of CXCL10 in vitro and in vivo; Materials and methods: Neutralization of CXCL10 in vitro and in vivo
巨噬细胞极化检测
M1/M2标志物抗体(iNOS、CD206)、免疫荧光定量方法
阅读提示:Materials and methods: Immunofluorescence staining; Results: Knockout of Mlkl alleviated acute pancreatitis in mice by promoting macrophage M2 polarization