Tmem30a通过抑制细胞焦亡保护足细胞损伤

Tmem30a protects against podocyte injury through suppression of pyroptosis.

作者信息Yanpei Hou, Sipei Chen, Lei Peng, Liming Huang, Huijian Zhang, Ping Zhang, Min Yu, Lin Xiong, Xiang Zhong, Wenjing Liu, Xianjun Zhu, Li Wang, Yi Li, Guisen Li
PMID38868200
期刊iScience
发布时间2024-05-14
DOI10.1016/j.isci.2024.109976

实验完整度

综合患者样本、动物模型(ADR诱导和基因敲除小鼠)和细胞实验,进行功能验证和机制研究。

主要模型

FSGS患者肾组织 ADR诱导的足细胞损伤小鼠模型 足细胞特异性Tmem30a敲除小鼠(Tmem30aloxP/loxP; NPHS2-Cre) 永生化小鼠足细胞

重点核对

患者样本:10例原发性FSGS,5例IgAN,5例正常肾组织 ADR小鼠模型:8周龄C57BL/6J小鼠,尾静脉注射ADR,16周后分析 体外ADR处理:0.4 μg/mL ADR处理24小时 MCC950处理:100 μM处理48小时 DSF处理:300 nM处理1小时

摘要

足细胞病,如局灶节段性肾小球硬化(FSGS),以足细胞损伤为特征,易进展为终末期肾病。然而,足细胞损伤的机制仍不清楚。我们在FSGS患者中观察到足细胞损伤伴有细胞焦亡。对公共数据集的生物信息学分析显示,跨膜蛋白30a(Tmem30a)可能与FSGS相关。在FSGS患者、阿霉素(ADR)诱导的小鼠和足细胞特异性Tmem30aloxP/loxP;NPHS2-Cre小鼠中,Tmem30a和足细胞相关蛋白nephrin的表达显著下调,而NLR家族pyrin结构域包含3(NLRP3)和ASC两种焦亡相关蛋白的表达显著上调。同时,焦亡抑制剂MCC950和双硫仑(DSF)在ADR诱导的小鼠足细胞和Tmem30a敲低(KD)小鼠足细胞中增加了Tmem30a和足细胞相关蛋白的表达,并抑制了焦亡相关蛋白的表达。因此,Tmem30a可能通过抑制焦亡来保护足细胞损伤,提示其可能成为足细胞病的潜在治疗靶点。

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
Tmem30a是否以及如何参与足细胞损伤?
核心机制
Tmem30a通过抑制NLRP3炎症小体激活,减少足细胞焦亡,从而保护足细胞损伤。
主要证据
在FSGS患者、ADR诱导小鼠和Tmem30a敲除小鼠中观察到Tmem30a和nephrin下调而NLRP3和ASC上调;体外实验显示MCC950和DSF抑制焦亡并恢复足细胞蛋白表达。
研究意义
Tmem30a是足细胞损伤的潜在治疗靶点。

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

临床样本和生物信息学分析

鉴定与足细胞损伤相关的关键基因

对GEO数据库的FSGS数据集(GSE121233, GSE129973)进行差异表达分析,并在临床肾组织样本中验证Tmem30a表达。

2

小鼠和细胞模型建立

在体内和体外模拟足细胞损伤

通过尾静脉注射ADR建立小鼠模型,用ADR处理小鼠足细胞,建立Tmem30a KD细胞模型。

3

表型验证

验证Tmem30a表达与足细胞损伤的关系

通过Western blot和免疫荧光检测Tmem30a、nephrin、WT1等表达。

4

焦亡机制验证

验证焦亡在足细胞损伤中的作用及Tmem30a的调控

使用NLRP3抑制剂MCC950和GSDMD抑制剂DSF处理损伤足细胞,检测焦亡相关蛋白变化。

5

体内模型验证

在体内验证Tmem30a敲除或损伤条件下焦亡相关蛋白的变化

在FSGS患者、ADR诱导小鼠和Tmem30a敲除小鼠肾组织中检测NLRP3、ASC等表达。

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
RPMI 1640培养基GibcoC11875500BT
胎牛血清Gibco10099-141C
青霉素-链霉素溶液HycloneSV30010
重组小鼠γ-干扰素Chamot BiotechnologyCM052
阿霉素SelleckS1208
MCC950SelleckS7809
双硫仑SelleckS1680
Trizol试剂Invitrogen15596026
DAB显色液ZSGB-BIOZLI-9018
4',6-二脒基-2-苯基吲哚SolarbioC0065
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
BCA蛋白浓度测定试剂盒BiosharpBL521A
CCK-8试剂盒oriscienceCB101
PVDF膜MIlliporeIPVH00010
PrimeScript RT试剂盒TaKaRaRR047A
TB Green Premix Ex Taq II试剂盒TaKaRaRR820A
PAS染色试剂盒SolarbioG1285
改良Masson三色染色试剂盒SolarbioG1346
肌酐检测试剂盒Nanjing JianchengC011-2-1
尿蛋白检测试剂盒Nanjing JianchengC035-2-1
Opal 4色手动免疫组化染色试剂盒Akoya BioscienceNEL810001KT
抗Tmem30a抗体Biossbs-16576R-1
抗Nephrin抗体NovusbioNBP1-77303
抗NLRP3抗体Abcamab214185
抗WT1抗体Proteintech12609-1-AP
抗caspase-1抗体Abcamab179515
抗GSDMD抗体Abcamab209845
抗IL-1β抗体ZEN BIO516288
抗ASC抗体Proteintech10500-1-AP

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
临床样本收集
样本来源、FSGS诊断标准、样本量(10例FSGS,5例IgAN,5例正常)
阅读提示:见STAR★Methods中Human subjects部分
小鼠模型建立
小鼠品系、年龄(8周龄)、ADR剂量、注射方式(尾静脉)、观察时间(16周)
阅读提示:见STAR★Methods中Mice models部分
细胞培养和处理
细胞系来源、培养条件(33°C/37°C)、分化条件(10-14天)、ADR浓度(0.4 μg/mL)、处理时间(24小时)、MCC950浓度(100 μM)和时间(48小时)、DSF浓度(300 nM)和时间(1小时)
阅读提示:见STAR★Methods中Cell culture部分
Tmem30a KD细胞构建
慢病毒载体、干扰序列、转染时间(72小时)、验证方法(RT-PCR和Western blot)
阅读提示:见STAR★Methods中Construction of Tmem30a KD mouse podocytes部分
焦亡相关蛋白检测
抗体信息(克隆号、稀释比例)、蛋白提取方法、上样量、检测指标(NLRP3, ASC, cleaved caspase-1, N-GSDMD, IL-1β等)
阅读提示:见STAR★Methods中Western blot analysis部分