双调蛋白通过其与COX-2/PGE2/EP4轴的相互作用协调羊膜来源细胞的旁分泌免疫抑制功能

Amphiregulin orchestrates the paracrine immune-suppressive function of amniotic-derived cells through its interplay with COX-2/PGE2/EP4 axis.

作者信息Giuseppe Prencipe, Adrián Cerveró-Varona, Monia Perugini, Ludovica Sulcanese, Annamaria Iannetta, Arlette Alina Haidar-Montes, Johannes Stöckl, Angelo Canciello, Paolo Berardinelli, Valentina Russo, Barbara Barboni
PMID39156643
期刊iScience
发布时间2024-07-14
DOI10.1016/j.isci.2024.110508

实验完整度

包含体外细胞实验(PBMCs、Jurkat报告细胞)、体内斑马鱼模型、机制研究(Western blot、免疫荧光、ELISA),功能验证和机制验证齐全。

主要模型

羊膜上皮细胞(AEC) 羊膜组织(AM) 外周血单个核细胞(PBMCs) Jurkat报告细胞 斑马鱼幼虫(Tg(lysC:DsRed2))

重点核对

CM来源:AEC、AM、拉伸AM(AMs),是否经LPS刺激 PBMCs激活:PHA浓度10 μg/mL,处理48小时 Jurkat报告细胞:CD3/CD28刺激,处理48小时 AREG免疫沉淀去除,PGE2补充浓度(5000 pg/mL) 斑马鱼实验:72 hpf幼虫尾鳍切除,暴露CM 48小时,外源AREG 90 pg/mL

摘要

羊膜来源的膜(AMs)/上皮细胞(AECs)与免疫细胞之间的旁分泌串扰在炎症后的组织愈合中至关重要。尽管迄今为止收集的证据,但对潜在分子机制的理解空白阻碍了临床应用。本研究代表了重要的一步,证明双调蛋白(AREG)通过COX-2/PGE2/EP4轴协调羊膜衍生物的天然免疫调节功能。结果强调了PGE2依赖性AREG释放的免疫抑制效力,通过TGF-β信号传导抑制PBMCs的活化和Jurkat报告细胞中的NFAT通路。此外,AREG作为关键蛋白介质,通过减弱Tg(lysC:DsRed2)斑马鱼幼虫的急性炎症反应。值得注意的是,多种COX-2/PGE2通路激活剂的相互作用使AM/AEC能够通过AREG/EGFR轴上的响应性正反馈环快速适应外部刺激(LPS和/或拉伸)。这些发现为开发利用羊膜衍生物在免疫介导疾病和再生医学中的潜力的创新无细胞疗法提供了有价值的见解。

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
羊膜来源细胞/组织的旁分泌免疫抑制功能是否由AREG介导,以及其与COX-2/PGE2/EP4轴的相互作用和下游信号机制。
核心机制
AREG通过TGF-β信号通路介导免疫抑制;PGE2通过EP4受体正反馈调控AREG释放;拉伸通过YAP核转位促进PGE2和AREG分泌,而LPS通过Hippo通路抑制YAP。
主要证据
CM抑制PBMCs增殖和Jurkat NFAT通路;AREG免疫沉淀去除后免疫抑制丧失;外源AREG在斑马鱼模型中减少免疫细胞募集;COX-2抑制剂和EP4抑制剂影响AREG释放;TGF-β抑制剂阻断AREG效应;YAP抑制剂(verteporfin)降低PGE2和AREG分泌。
研究意义
为开发基于羊膜衍生物的无细胞疗法治疗免疫介导疾病和再生医学提供见解。

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

CM制备与免疫抑制功能评估

验证羊膜来源细胞/组织条件培养基(CM)对免疫细胞活化的抑制作用。

制备AEC和AM(包括拉伸AM)的CM,经LPS刺激,处理PHA激活的PBMCs和CD3/CD28激活的Jurkat报告细胞,检测增殖、DNA合成、凋亡和NFAT活性。

2

AREG和PGE2的免疫抑制作用验证

确定CM中AREG和PGE2对PBMCs抑制作用的贡献。

ELISA检测CM中PGE2和AREG水平;剂量反应实验补充外源PGE2(0-10000 pg/mL)和AREG(0-200 pg/mL);使用EP4抑制剂和AREG免疫沉淀验证特异性。

3

斑马鱼体内急性炎症模型验证

验证AREG在体内的免疫抑制作用。

对Tg(lysC:DsRed2)斑马鱼幼虫(72 hpf)进行尾鳍切除,暴露于AEC和AMs来源的CM(含或不含AREG,免疫沉淀去除或外源补充90 pg/mL),检测免疫细胞募集。

4

COX-2/PGE2/EP4轴对AREG释放的调控

探究PGE2是否通过EP4受体正反馈调控AREG释放。

使用COX抑制剂(吲哚美辛)抑制PGE2合成,检测AREG水平;补充外源PGE2(5000 pg/mL)或EP4抑制剂处理AEC/AM,检测AREG释放和PBMCs抑制作用。

5

TGF-β信号通路验证

验证AREG的免疫抑制作用是否通过TGF-β信号通路介导。

在AREG缺失或外源补充的CM中,加入TGF-β(10 ng/mL)或TGF-β抑制剂(SB-505124 2 μM),检测PBMCs增殖和Jurkat NFAT活性,并检测FAK和SMAD2磷酸化。

6

Hippo/YAP通路机制研究

阐明拉伸和LPS刺激如何通过Hippo/YAP通路调控PGE2和AREG释放。

免疫荧光检测YAP定位和肌动蛋白重构;使用YAP抑制剂(verteporfin)和LATS抑制剂(TRULI)处理,检测YAP磷酸化、PGE2和AREG水平及PBMCs抑制作用。

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
α-MEM培养基EurocloneECM0850L
IMDM培养基Gibco12440053
胎牛血清Gibco10270106
青霉素-链霉素LonzaDE 17-602E
两性霉素BEurocloneECM0009D
L-谷氨酰胺EurocloneECB300D
孕酮Sigma-AldrichP8783
胰蛋白酶-EDTASigma-AldrichT4049
NormocinInvivoGenANT-NR-2
杀稻瘟菌素InvivoGenANT-BL-1
ZeocinInvivoGenANT-ZN-1
脂多糖Sigma-AldrichL2637
植物血凝素-LInvitrogen00-4977-93
Ficoll-Paque PLUSCytivaGE17-1440-02
吲哚美辛Sigma-AldrichS-17378
L-161,982Cayman ChemicalAB120947
SB-505124MedChemExpressHY-13521
维替泊芬Sigma-AldrichSML0534
TRULISelleck ChemicalsE1061
MTS细胞增殖检测试剂盒PromegaG3582
Click-iT EdU试剂盒InvitrogenC10499
RealTime-Glo Annexin V凋亡检测试剂盒PromegaJA1011
人前列腺素E2 ELISA试剂盒Thermo Fisher ScientificKHL1701
羊双调蛋白(AREG) ELISA试剂盒MyBiosourceMBS044705
琼脂糖A/G树脂Merck MilliporeIP05
抗AREG抗体R&D SystemsAF262
三卡因PHARMAQ104497045
DAPISigma-AldrichD9542
鬼笔环肽TRITCSigma-AldrichP1941
抗YAP抗体Sigma-AldrichSAB2108066
Quick Start Bradford 1x染料试剂Bio-Rad Laboratories5000205
4X Laemmli样品缓冲液Bio-Rad Laboratories1610747
磷酸酶抑制剂SERVA Electrophoresis GmbH39055
蛋白酶抑制剂混合物Sigma-AldrichP2714
预制胶Bio-Rad Laboratories4568083
硝酸纤维素膜Bio-Rad Laboratories1620145
Trans-Blot Turbo 5x转印缓冲液Bio-Rad Laboratories10026938
Every blot封闭液Bio-Rad Laboratories12010020
1X TBS 1%酪蛋白封闭液Bio-Rad Laboratories1610782
ClarityMax ECL试剂Bio-Rad Laboratories1705062
抗p-SMAD2抗体Cell Signaling Technology3108
抗SMAD2/3抗体Cell Signaling Technology3102
抗p-FAK抗体Bioss Inc.bs-3164R
抗FAK抗体R&D SystemsAF4467
抗β-肌动蛋白抗体Santa Cruz BiotechnologySC7210
抗YAP抗体Cell Signaling Technology14074
抗p-YAP抗体InvitrogenPA5-121279
抗a-YAP抗体Cell Signaling Technology29495
抗LATS抗体Cell Signaling Technology3477
抗p-LATS抗体Cell Signaling Technology9157
抗微管蛋白抗体Cell Signaling Technology3873
抗H3抗体PTM Biolabs Inc.PTM-1001RM
NE-PER核质提取试剂Thermo Fisher Scientific78835
[甲基-3H]胸苷Perkin ElmerNET355001MC
QUANTI-luc荧光素酶检测试剂InvivoGenREP-QLC4LG1
二甲基亚砜Sigma-AldrichD8418
转化生长因子-β1PeproTech100-21-50UG
抗CD3抗体Invitrogen16-0037-81
抗CD28抗体Invitrogen16-0289-81

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
CM制备
AEC和AM的来源(孕中期羊)、培养基(α-MEM含10% FBS、L-谷氨酰胺、两性霉素B、青霉素/链霉素、25 μM孕酮),LPS刺激浓度1 μg/mL 1h,拉伸条件(AMs),24h无血清孵育。
阅读提示:STAR★Methods - CM production from amniotic-derived AEC/AM
PBMCs增殖抑制实验
PBMCs浓度(2×10^5/孔),PHA浓度(10 μg/mL),处理时间(48h),CM稀释比例(未明确说明)。
阅读提示:STAR★Methods - PBMCs activation test
Jurkat NFAT实验
Jurkat细胞浓度(3×10^5/孔),CD3/CD28包被浓度(2 μg/mL),处理时间(48h)。
阅读提示:STAR★Methods - NFAT pathway activation
药物处理
吲哚美辛10 μM,L-161,982 10 μM,SB-505124 2 μM,维替泊芬10 μM,TRULI 10 μM,处理时间(24h)。
阅读提示:STAR★Methods - CM production
斑马鱼实验
Tg(lysC:DsRed2)幼虫年龄(72 hpf),尾鳍切除,CM稀释(1:1与DW),外源AREG浓度(90 pg/mL),处理时间(7h和48h)。
阅读提示:STAR★Methods - CM' immunomodulatory properties on transgenic zebrafish
Western blot
抗体稀释度(如p-SMAD2 1:1000,p-FAK 1:500),内参(Tubulin, H3)。
阅读提示:STAR★Methods - Western blotting