巨噬细胞中TP信号缺失通过减少修复性巨噬细胞积聚和HGF产生延缓APAP诱导肝损伤后的肝脏修复

Deletion of TP signaling in macrophages delays liver repair following APAP-induced liver injury by reducing accumulation of reparative macrophage and production of HGF.

作者信息Mina Tanabe, Kanako Hosono, Atsushi Yamashita, Yoshiya Ito, Masataka Majima, Shuh Narumiya, Chika Kusano, Hideki Amano
PMID39363292
发布时间2024-10-03
DOI10.1186/s41232-024-00356-z

实验完整度

使用全身性TP敲除、巨噬细胞特异性敲除、骨髓移植、氯膦酸盐清除、巨噬细胞过继转移及体外极化实验等多个独立证据层级,并进行功能验证。

主要模型

C57BL/6野生型小鼠 TP−/−小鼠 巨噬细胞特异性TP敲除(TP△mac)小鼠 骨髓嵌合小鼠

重点核对

APAP剂量为300 mg/kg,腹腔注射,禁食过夜后处理 巨噬细胞特异性TP敲除小鼠(TP△mac)通过TP-floxed与LysM-Cre杂交获得 骨髓移植后8周给予APAP,辐照剂量9.0 Gy HGF治疗剂量50 mg/kg,腹腔注射,APAP后2和24小时 巨噬细胞过继转移在APAP后4小时经静脉注射1×10^6个细胞

摘要

背景:对乙酰氨基酚(APAP)诱导的肝损伤是急性肝衰竭最常见的原因。巨噬细胞是APAP诱导肝损伤后肝脏修复的关键角色。血栓素A2(TXA2)及其受体血栓素前列腺素(TP)受体已被证明参与组织修复。然而,TP信号是否通过影响巨噬细胞功能在APAP肝毒性后的肝脏修复中发挥作用仍不清楚。方法:雄性TP敲除(TP−/−)和C57BL/6野生型(WT)小鼠给予APAP(300 mg/kg)。此外,巨噬细胞特异性TP敲除(TP△mac)和对照WT小鼠给予APAP。我们研究了APAP处理小鼠的肝脏炎症、肝脏修复和巨噬细胞积聚的变化。结果:与WT小鼠相比,TP−/−小鼠表现出更严重的肝损伤,表现为丙氨酸转氨酶(ALT)水平和坏死区域增加,以及肝脏修复延迟,表现为增殖细胞核抗原(PCNA)表达降低。巨噬细胞清除加剧了APAP诱导的肝损伤并损害肝脏修复。将TP缺陷的骨髓(BM)细胞移植到WT或TP−/−小鼠中加重了APAP肝毒性,并抑制巨噬细胞积聚,而将WT-BM细胞移植到WT或TP−/−小鼠中减轻了APAP诱导的肝损伤并促进巨噬细胞在损伤区域积聚。巨噬细胞特异性TP−/−小鼠加剧肝损伤并延迟肝脏修复,这与促炎巨噬细胞增加和修复性巨噬细胞及肝细胞生长因子(HGF)表达减少有关。体外,TP信号促进巨噬细胞向修复表型极化。将来自对照小鼠的培养BM来源巨噬细胞转移到巨噬细胞特异性TP−/−小鼠中减轻了APAP诱导的肝损伤并促进肝脏修复。HGF治疗减轻了APAP诱导的炎症并促进APAP诱导肝损伤后的肝脏修复。结论:巨噬细胞中TP信号的缺失延缓了APAP诱导肝损伤后的肝脏修复,这与修复性巨噬细胞和肝营养因子HGF的积聚减少有关。巨噬细胞中TP信号的特异性激活可能是APAP肝毒性后肝脏修复和再生的潜在治疗靶点。

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
TXA2/TP信号是否通过影响巨噬细胞功能在APAP诱导肝损伤后的肝脏修复中发挥作用?
核心机制
巨噬细胞中的TP信号通过cAMP途径促进巨噬细胞向修复表型极化,增加修复性巨噬细胞积聚和HGF产生,从而促进肝脏修复。
主要证据
在TP△mac小鼠中,APAP诱导肝损伤加重、修复延迟,伴Ly6Clow修复性巨噬细胞减少和Hgf表达降低;体外实验显示TP激动剂U46619增加修复基因表达而腺苷酸环化酶抑制剂SQ22536阻断该效应;过继转移WT巨噬细胞或给予HGF可减轻损伤并促进修复。
研究意义
巨噬细胞中TP信号的特异性激活可能是APAP肝毒性后肝脏修复和再生的潜在治疗靶点。

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

构建基因敲除小鼠模型

研究TP信号在APAP诱导肝损伤中的作用

使用TP−/−小鼠和巨噬细胞特异性TP敲除(TP△mac)小鼠,并给予APAP处理。

2

评估肝损伤和修复程度

比较不同基因型小鼠APAP处理后的损伤程度和修复能力

检测血清ALT水平、肝坏死面积和PCNA表达。

3

巨噬细胞清除和过继转移实验

验证巨噬细胞在肝脏修复中的作用及TP信号在其中的功能

使用氯膦酸盐脂质体清除巨噬细胞,或过继转移体外培养的BM来源巨噬细胞。

4

体外巨噬细胞极化实验

探究TP信号对巨噬细胞极化的影响

用LPS/IFN-γ或IL-4刺激BM来源巨噬细胞,并用U46619和SQ22536处理。

5

骨髓移植实验

确定TP信号在骨髓来源细胞中的作用

构建BM嵌合小鼠,移植WT或TP−/−骨髓细胞后给予APAP。

6

HGF治疗实验

验证HGF能否减轻APAP肝损伤并促进修复

给TP△mac小鼠腹腔注射HGF,评估肝损伤和修复指标。

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。

验证样本或模型特征
验证机制链路
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
对乙酰氨基酚Sigma-Aldrich--
奥扎格雷钠Takata Pharmaceutical Co.--
肝细胞生长因子Selleck--
RNAiso Plus试剂Takara Bio--
ReverTra Ace qPCR RT试剂盒TOYOBO--
TB Green Premix Ex Taq IITakara Bio--
血栓素B2 ELISA试剂盒Cayman Chemical--
RPMI 1640培养基Gibco--
巨噬细胞集落刺激因子BioLegend--
脂多糖Sigma-Aldrich--
重组小鼠干扰素-γBioLegend--
重组小鼠白介素-4BioLegend--
U46619Cayman Chemical--
SQ22536Selleck--
抗PCNA抗体Thermo Fisher Scientific--
Histofine Simple Stain MAX PO (MULTI)Nichirei--
抗TP抗体Cayman Chemical--
抗TXS抗体Bioss--
抗CD68抗体Bio-Rad Laboratories--
抗CD41抗体Bio-Rad Laboratories--
抗HGF抗体Proteintech Group--
Alexa Fluor 488偶联驴抗兔IgGMolecular Probes--
Alexa Fluor 594偶联驴抗兔IgGMolecular Probes--
Alexa Fluor 647偶联驴抗兔IgGMolecular Probes--
DAPI----
抗小鼠CD16/32抗体BioLegend--
PE偶联抗CD45BioLegend--
APC/CY7偶联抗Ly6GBioLegend--
PE/Cy7偶联抗CD11bBioLegend--
Brilliant Violet 510偶联抗Ly6CBioLegend--
抗F4/80BioLegend--
FACSVerse流式细胞仪BD Biosciences--
Biozero BZ-700系列显微镜Keyence--
LSM710共聚焦显微镜Carl Zeiss--
MBR-1505R X射线辐照仪Hitachi Medico--
Dri-Chem 7000生化分析仪Fujifilm--
ImageJ软件1.50i版National Institutes of Health--

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
动物模型
小鼠品系:C57BL/6 WT、TP−/−、TP△mac及对照;年龄8周;性别雄性;饲养条件
阅读提示:Methods: Animals
APAP处理
APAP剂量300 mg/kg;给药方式腹腔注射;溶剂为无菌无热原生理盐水;禁食过夜;检测时间点
阅读提示:Methods: Animal procedures
骨髓移植
供体和受体年龄;辐照剂量9.0 Gy;移植细胞数1×10^6;移植后恢复时间8周
阅读提示:Methods: Bone marrow transplantation
巨噬细胞清除
氯膦酸盐脂质体剂量100 μL/鼠;给药时间APAP前48小时;给药途径腹腔注射
阅读提示:Methods: Clodronate
体外巨噬细胞极化
BM来源巨噬细胞培养天数7天;LPS 10 ng/mL;IFN-γ 20 ng/mL;IL-4 20 ng/mL;刺激时间18小时;U46619浓度1 μM;SQ22536浓度100 μM
阅读提示:Methods: Cell preparation and culture
HGF治疗
HGF剂量50 mg/kg;给药时间APAP后2和24小时;给药途径腹腔注射;溶剂含4% DMSO
阅读提示:Methods: Treatments