YAP信号抑制通过调节肝星状细胞和胆管上皮细胞病理生理学预防Abcb4-/-模型中的慢性胆道纤维化

The inhibition of YAP Signaling Prevents Chronic Biliary Fibrosis in the Abcb4-/- Model by Modulation of Hepatic Stellate Cell and Bile Duct Epithelium Cell Pathophysiology.

作者信息Liangtao Ye, Andreas Ziesch, Julia S Schneider, Andrea Ofner, Hanno Nieß, Gerald Denk, Simon Hohenester, Doris Mayr, Ujjwal M Mahajan, Stefan Munker, Najib Ben Khaled, Ralf Wimmer, Alexander L Gerbes, Julia Mayerle, Yulong He, Andreas Geier, Enrico N De Toni, Changhua Zhang, Florian P Reiter
PMID37307826
期刊Aging Dis
发布时间2024-02-01
DOI10.14336/AD.2023.0602

实验完整度

包含人类PSC组织样本表达分析、多种细胞系功能验证(siRNA/药物)、Abcb4-/-小鼠体内干预及3D培养机制研究等多层级证据,并进行功能与机制验证。

主要模型

PSC患者肝组织样本 人原代肝星状细胞(phHSC) LX-2、H69、TFK-1细胞系 Abcb4-/-小鼠模型

重点核对

YAP/CTGF在人PSC肝组织中的表达上调(免疫组化) siRNA沉默YAP/CTGF对phHSC激活、LX-2收缩性、H69 EMT及TFK-1增殖的影响 VP(低/高剂量:50/100 mg/kg)和MF(低/高剂量:35/70 mg/kg)在Abcb4-/-小鼠中的抗纤维化效果 细胞外刚度对phHSC中YAP表达和激活的影响(悬滴培养 vs 2D培养)

摘要

原发性硬化性胆管炎(PSC)是一种预后不良且缺乏病因治疗方法的慢性肝病。Yes相关蛋白(YAP)是纤维化发生的关键介质;然而,其在慢性胆道疾病(如PSC)中的治疗潜力尚未确定。本研究旨在通过检查肝星状细胞(HSC)和胆管上皮细胞(BEC)的病理生理学,阐明YAP抑制在胆道纤维化中的可能意义。分析了PSC患者的人肝组织样本,评估YAP/结缔组织生长因子(CTGF)相对于非纤维化对照样本的表达。通过在原代人HSC(phHSC)、LX-2、H69和TFK-1细胞系中使用siRNA或药理学抑制剂维替泊芬(VP)和二甲双胍(MF),研究了YAP/CTGF在HSC和BEC中的病理生理学相关性。采用Abcb4-/-小鼠模型评估药理学YAP抑制的保护作用。利用悬滴法和3D基质胶培养技术研究phHSC在不同物理条件下的YAP表达和激活状态。在PSC患者中观察到YAP/CTGF上调。沉默YAP/CTGF导致phHSC激活抑制、LX-2细胞收缩性降低、H69细胞上皮-间质转化(EMT)抑制以及TFK-1细胞增殖抑制。药理学YAP抑制在体内减轻了慢性肝纤维化,并减少了胆管反应和EMT。通过改变细胞外刚度可有效调节phHSC中的YAP表达,突显了YAP作为机械转导因子的作用。总之,YAP调节HSC的激活和BEC中的EMT,从而作为慢性胆汁淤积中纤维化发生的检查点。VP和MF均显示出作为YAP抑制剂的有效性,能够抑制胆道纤维化。这些发现提示VP和MF值得进一步研究,作为治疗PSC的潜在治疗选择。

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
YAP抑制是否能在慢性胆汁淤积(如PSC)中减轻胆道纤维化,其机制是否涉及HSC和BEC的病理生理学?
核心机制
YAP调节HSC的激活和BEC的EMT,作为纤维化发生的检查点,并作为机械转导因子介导HSC对细胞外刚度的响应。
主要证据
PSC患者肝组织YAP/CTGF上调;siRNA沉默YAP/CTGF抑制HSC激活、LX-2收缩、H69 EMT和TFK-1增殖;VP和MF在Abcb4-/-小鼠中减轻纤维化、减少胆管反应和EMT;3D悬滴培养降低YAP活性。
研究意义
VP和MF作为YAP抑制剂具有治疗PSC的潜力,为慢性胆汁淤积性肝病提供了新的药理学策略。

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

临床样本验证YAP/CTGF表达

评估YAP和CTGF在PSC患者肝组织中的表达是否较非纤维化对照上调

对PSC患者和非纤维化对照的肝组织进行免疫组化染色,定量分析YAP、CTGF和α-SMA阳性面积。

2

体外细胞模型验证YAP功能

确定YAP/CTGF在HSC激活、BEC EMT和胆管癌细胞增殖中的作用

在phHSC、LX-2、H69和TFK-1细胞中,通过siRNA或药物(VP/MF)抑制YAP/CTGF,检测激活标志物、收缩性、EMT标志物和增殖。

3

体内药理学验证

评估VP和MF长期治疗对Abcb4-/-小鼠胆道纤维化的影响

从8周龄开始,对Abcb4-/-小鼠腹腔注射VP或MF(低或高剂量),每周3次,持续12周,检测纤维化面积、羟脯氨酸含量、YAP/CTGF表达及肝功能。

4

机械转导机制研究

探究细胞外刚度是否通过YAP调节HSC的激活和增殖

将phHSC培养在悬滴(3D浮游)、基质胶(3D)和塑料(2D)条件下,检测YAP表达、磷酸化状态、核转位、增殖和激活标志物。

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
抗YAP-1小鼠单克隆抗体Abcamab56701
抗CTGF兔多克隆抗体Abcamab6992
抗α-SMA兔多克隆抗体Abcamab5694
抗胶原蛋白I兔单克隆抗体Abcamab138492
抗CK-19兔单克隆抗体Abcamab76539
抗S100A4兔单克隆抗体Abcamab197896
EnVision+系统HRP标记聚合物抗小鼠/兔抗体DakoK500711-2
抗GFAP小鼠单克隆抗体Sigma-AldrichG6171
抗结蛋白兔多克隆抗体Sigma-AldrichSAB4500642
抗E-钙黏蛋白小鼠单克隆抗体InvitrogenECCD-2
抗CK-19小鼠单克隆抗体Proteintech3G1E4
抗YAP-1兔多克隆抗体Abcamab62751
Alexa Fluor 488山羊抗兔IgGInvitrogenAB_143165
Alexa Fluor 594山羊抗小鼠IgGInvitrogenAB_2534073
Vectashield封片剂Vector Laboratories--
Hoechst 33342Sigma-Aldrich--
维替泊芬Biorbyt--
二甲基亚砜ROTH--
氯化钠----
peqGOLD TriFast试剂Peqlab--
QuantiTect SYBR Green PCR试剂盒Qiagen--
LightCycler 96实时荧光定量PCR仪Roche--
DMEM培养基Sigma-Aldrich--
胎牛血清PAN-Biotech--
抗生素Sigma-Aldrich--
转化生长因子-βPeprotech--
DMEM/F12(3:1)培养基Sigma-Aldrich--
谷氨酰胺Sigma-Aldrich--
腺嘌呤Sigma-Aldrich--
胰岛素Sigma-Aldrich--
表皮生长因子Sigma-Aldrich--
三碘甲腺原氨酸Sigma-Aldrich--
氢化可的松Pfizer--
转铁蛋白Sigma-Aldrich--
RPMI 1640培养基Sigma-Aldrich--
Oligofectamine转染试剂Invitrogen--
靶向YAP-1的siRNA----
靶向CTGF的siRNA----
β-半乳糖苷酶siRNADharmacon--
Bradford试剂Bio-Rad--
PVDF膜Merck Millipore--
抗PDGFR-β抗体Cell Signaling Technology3170
抗磷酸化YAP-1抗体Cell Signaling Technology13008
抗整合素αVβ6抗体Biossbs-5791R
抗TGF-β1抗体Abcamab215715
抗GAPDH抗体Abcamab181602
抗Lamin B1抗体Cell Signaling Technology13435
抗β-肌动蛋白抗体Sigma-AldrichA2228
抗小鼠IgG-HRPGE HealthcareRPN4301
抗兔IgG-HRPGE HealthcareNA934
SuperSignal West Pico化学发光底物Thermo Fisher Scientific--
SYBR绿Lonza--
BME2基质胶Pathclear--
Iscove基础培养基Merck Biochrom--
HEPES缓冲液Thermo Fisher Scientific--
GlutaMAX添加剂Thermo Fisher Scientific--
Primocin抗生素InvivoGen--
非必需氨基酸Merck Biochrom--
L-谷氨酰胺Sigma-Aldrich--
阿尔玛蓝试剂InvitrogenDAL1025
100毫米培养皿SARSTEDT--
碘化丙啶Sigma-Aldrich--
胶原蛋白Corning--
respons 910生化分析仪Diasys--

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
人肝组织免疫组化
PSC患者和非纤维化对照样本的数量(n=5),染色定量方法(QuPath)
阅读提示:见Figure 1 legend
细胞培养与siRNA转染
细胞系(LX-2、H69、TFK-1)培养条件,siRNA浓度(25 nM),转染试剂(Oligofectamine),TGF-β刺激浓度(LX-2:10 ng/ml,H69:5 ng/ml)
阅读提示:见Materials and Methods中的Cell culture和siRNA interference
动物实验
Abcb4-/-小鼠年龄(8周龄),给药剂量(VP:50/100 mg/kg,MF:35/70 mg/kg),给药频率(每周3次,持续12周),给药途径(腹腔注射),对照组(1% DMSO/0.9% NaCl)
阅读提示:见Materials and Methods中的Abcb4-/- mice
3D培养与机械转导研究
phHSC培养条件(悬滴、3D基质胶、2D塑料),细胞密度(悬滴:2.5×10^6/ml),基质胶类型(BME2),检测方法(Alamar blue、Hoechst/PI、Western blot)
阅读提示:见Materials and Methods中的Hanging drop method、3D cell culture of phHSC、Cellular fractionation