恰加斯心肌病中脂肪细胞释放的脂肪体:对心脏代谢和免疫调节的影响

Adipocyte-released adipomes in Chagas cardiomyopathy: Impact on cardiac metabolic and immune regulation.

作者信息Hariprasad Thangavel, Dhanya Dhanyalayam, Michelle Kim, Kezia Lizardo, Tabinda Sidrat, John Gomezcoello Lopez, Xiang Wang, Shivani Bansal, Jyothi F Nagajyothi
PMID38660407
期刊iScience
发布时间2024-04-05
DOI10.1016/j.isci.2024.109672

实验完整度

包含体外细胞感染、离体脂肪体处理、体内心肌注射及超声心动图等多层级实验,并有功能与机制验证。

主要模型

3T3-L1小鼠脂肪细胞 人皮下前脂肪细胞 C57BL/6J小鼠(急性及感染后心肌病模型) 原代小鼠心肌细胞

重点核对

克氏锥虫感染脂肪细胞(MOI=3:1,72小时)诱导凋亡并释放脂肪体 脂肪体分离基于脂联素和FABP4表面标志,确认其脂肪细胞来源 P-ILA处理原代心肌细胞(1:20比例,48小时)导致线粒体功能障碍 超声引导心内注射P-ILA(1x10^9个/剂量,每周两次)导致心脏形态改变 P-ILA处理未携带寄生虫DNA

摘要

疾病;微生物寄生虫;细胞生物学;生物学实验方法

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
克氏锥虫感染引起的脂肪细胞凋亡是否通过释放脂肪体调节心肌代谢和免疫,从而促进恰加斯心肌病的发生?
核心机制
感染诱导脂肪细胞凋亡,释放携带独特脂质(如神经酰胺、鞘磷脂)的脂肪体,通过调节脂质代谢、诱导内质网应激和线粒体功能障碍,增强炎症和细胞凋亡信号,促进心肌病。
主要证据
体外证据:感染脂肪细胞释放脂肪体;离体证据:脂肪体调节巨噬细胞和心肌细胞基因表达;体内证据:P-ILA处理后心脏超声显示肥厚改变,蛋白水平显示脂质代谢、ER应激和凋亡标志物升高。
研究意义
揭示脂肪体在恰加斯心肌病发生中的关键作用,为理解慢性恰加斯病进展提供新机制,可能为治疗干预提供靶点。

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

体外感染诱导脂肪细胞凋亡

验证克氏锥虫感染是否诱导脂肪细胞凋亡

用克氏锥虫感染3T3-L1和人脂肪细胞(MOI=3:1)72小时,检测凋亡标志物。

2

脂肪体分离与表征

建立从培养细胞、脂肪组织和血浆中分离脂肪体的方法并进行表征

采用ExoQuick-TC和Exo-Flow捕获试剂盒,基于脂联素和FABP4抗体分离脂肪体;使用Spectradyne nCS1、TEM和脂质组学分析。

3

离体功能分析

评估脂肪体对巨噬细胞、心肌细胞等靶细胞基因表达的影响

用不同来源脂肪体处理RAW264.7巨噬细胞、HFF细胞和原代心肌细胞,进行qPCR分析。

4

体内注射P-ILA

验证P-ILA对心脏形态和分子标志的影响

超声引导下心内注射P-ILA或PBS至野生型及感染后小鼠,进行超声心动图、组织学和蛋白分析。

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
3T3-L1分化培养基ZenBioDM-2-L1
3T3-L1脂肪细胞培养基ZenBioAM-1-L1
ExoQuick-TC Ultra细胞外囊泡分离试剂盒(组织培养基)System BiosciencesEQULTRA-20TC-1
ExoQuick ULTRA细胞外囊泡分离试剂盒(血清和血浆)System BiosciencesEQULTRA-20A-1
Exo-Flow基础捕获试剂盒System BiosciencesCSFLOWBASICA-1
凝血酶血浆制备试剂System BiosciencesTMEXO-1
EXOCET外泌体定量试剂盒System BiosciencesEXOCET96A-1
RNeasy小型RNA提取试剂盒Qiagen74106
miRNeasy小型RNA提取试剂盒Qiagen217004
RT2第一链合成试剂盒Qiagen330404
RT2 SYBR Green ROX qPCR预混液Qiagen330523
细胞裂解缓冲液Cell Signaling Technology9803
Pierce蛋白酶抑制剂片Thermo Fisher ScientificA32963
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23225
Pierce Micro BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23235
PageRuler Plus预染蛋白阶梯Thermo Fisher Scientific26619
SuperSignal West Pico PLUS化学发光底物Thermo Fisher Scientific34580
SuperSignal West Atto超高灵敏度化学发光底物Thermo Fisher ScientificA38556
正常山羊血清(10%)Thermo Fisher Scientific50062Z
VECTASHIELD HardSet防淬灭封片剂Vector LaboratoriesH-1400-10
苏木素QS复染液Vector LaboratoriesH-3404-100
VECTASTAIN Elite ABC-HRP试剂盒(过氧化物酶,兔IgG)Vector LaboratoriesPK-6101
ImmPACT DAB底物试剂盒(HRP)Vector LaboratoriesSK-4105
Seahorse XF细胞线粒体压力测试试剂盒Agilent103015-100
Seahorse XF DMEM检测培养基套装Agilent103680-100
Cell-Tak细胞黏附剂Corning354240
Hoechst 33342溶液Thermo Fisher Scientific62249
重组小鼠TNF-αBioLegend718004
TRIzol LS试剂Thermo Fisher Scientific10296028
定制RT2 Profiler PCR阵列Qiagen330171
DMEM培养基Corning10-013-CV
胎牛血清(热灭活)Thermo Fisher Scientific16140071
青霉素-链霉素(10,000 U/mL)Thermo Fisher Scientific15140122
DPBS缓冲液Thermo Fisher Scientific14190144
山羊多克隆抗小鼠脂联素抗体(生物素标记)R&D SystemsBAF1119
小鼠单克隆抗脂联素抗体Abcamab22554
兔多克隆抗脂联素抗体BioVision5901-250
兔单克隆抗Fabp4抗体(生物素标记)Signalway AntibodyC49511-Biotin
山羊多克隆抗小鼠Fabp4抗体R&D SystemsAF1443
大鼠单克隆抗Fabp4抗体R&D SystemsMAB3150
兔单克隆抗Annexin V抗体Abcamab108194
兔多克隆抗Annexin V抗体Cell Signaling Technology8555
兔单克隆抗Caspase-7抗体Cell Signaling Technology12827
兔单克隆抗Cleaved Caspase-7抗体Cell Signaling Technology8438
小鼠单克隆抗磷酸化Perilipin 1抗体Vala Science4856
兔多克隆抗Perilipin 1抗体Thermo Fisher ScientificPA5-72921
小鼠单克隆抗CHOP抗体Cell Signaling Technology2895
兔多克隆抗TNF-α抗体Cell Signaling Technology3707
兔多克隆抗IFNγ抗体Biossbs-0480R
小鼠单克隆抗IL6抗体Proteintech66146-1-Ig
大鼠单克隆抗F4/80抗体Novus BiologicalsNB600-404
兔多克隆抗SREBP1抗体Abcamab28481
小鼠单克隆抗PPARα抗体Thermo Fisher ScientificMA1-822
兔单克隆抗SDHA抗体Cell Signaling Technology11998
兔单克隆抗细胞色素c抗体Cell Signaling Technology4280
兔单克隆抗COX IV抗体Cell Signaling Technology4850
兔单克隆抗HSP60抗体Cell Signaling Technology12165
兔单克隆抗BiP抗体Cell Signaling Technology3177
兔单克隆抗磷酸化eIF2α抗体Cell Signaling Technology3398
兔单克隆抗PDI抗体Cell Signaling Technology3501
兔多克隆抗BNIP3抗体Cell Signaling Technology3769
兔多克隆抗ANP抗体Thermo Fisher Scientific711569
兔多克隆抗β-肌动蛋白抗体Cell Signaling Technology4967
兔多克隆抗GDI1抗体Thermo Fisher Scientific71-0300
马抗小鼠IgG二抗(HRP标记)Cell Signaling Technology7076
山羊抗兔IgG二抗(HRP标记)Cell Signaling Technology7074
山羊多克隆抗大鼠IgG二抗(HRP标记)Jackson ImmunoResearch Labs112-035-003
山羊多克隆抗小鼠IgG二抗(Alexa Fluor™ 488)Thermo Fisher ScientificA-11001
山羊多克隆抗兔IgG二抗(Alexa Fluor™ 594)Thermo Fisher ScientificA-11012
驴多克隆抗山羊IgG二抗(Alexa Fluor™ 594)Thermo Fisher ScientificA-11058
山羊多克隆抗兔IgG二抗(Alexa Fluor™ 488)Thermo Fisher ScientificA-11008
山羊多克隆抗大鼠IgG二抗(Alexa Fluor™ 488)Thermo Fisher ScientificA-11006
小鼠3T3-L1前脂肪细胞ZenBioSP-L1-F
人皮下前脂肪细胞ZenBioSP-F-1
人HFF-1成纤维细胞ATCCSCRC-1041
小鼠RAW 264.7巨噬细胞ATCCTIB-71
小鼠心肌细胞Celprogen11041-14
小鼠:C57BL/6JThe Jackson LaboratoryIMSR_JAX:000664
Triton X-100Thermo Fisher Scientific85111
Whatman® Puradisc 30注射器过滤器MilliporeSigmaWHA10462260
皮下前脂肪细胞分化培养基ZenBioDM-2
皮下脂肪细胞维持培养基ZenBioAM-1

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
体外感染
克氏锥虫感染脂肪细胞的MOI、感染时间、凋亡检测指标
阅读提示:STAR Methods: T. cruzi infection in vitro
脂肪体分离
脂肪体分离方法(ExoQuick、Exo-Flow)、抗体选择、离心速度和时间
阅读提示:STAR Methods: In vivo WAT-derived adipomes
离体处理
细胞与脂肪体比例、处理时间、检测基因
阅读提示:Method details: Adipome isolation and functional analysis
体内注射
P-ILA剂量、注射频率、小鼠品系和性别、感染模型
阅读提示:STAR Methods: Cardiac ultrasound imaging
线粒体功能
Seahorse实验试剂浓度(Oligomycin、FCCP、Rotenone/AA)、细胞密度
阅读提示:STAR Methods: Seahorse XF96 cell metabolic analysis