酸敏感离子通道1a通过调节内质网自噬促进小鼠酒精相关性肝病

Acid-sensing ion channel 1a promotes alcohol-associated liver disease in mice via regulating endoplasmic reticulum autophagy.

作者信息Yue-Qin Zhu, Li-Li Wang, Zi-Hao Li, Shi-Shun Qian, Zhou Xu, Jin Zhang, Yong-Hu Song, Xue-Sheng Pan, Na Du, Amira Abou-Elnour, Lynn Jia Tay, Jing-Rong Zhang, Meng-Xue Li, Yu-Xian Shen, Yan Huang
PMID39592735
发布时间2025-04
DOI10.1038/s41401-024-01423-4

实验完整度

包含体内Gao-Binge小鼠模型、体外AML12细胞模型,并通过基因敲低、抑制剂处理和多种检测方法(WB、qPCR、免疫荧光、电镜等)进行功能验证和机制验证。

主要模型

Gao-Binge酒精喂养C57BL/6J小鼠 酒精处理AML12细胞

重点核对

体内ALD模型采用Gao-Binge方案:5天适应,10天5%乙醇液体饲料,末次灌胃5 g/kg 20%乙醇 AAV9介导的ASIC1a敲低通过尾静脉注射(100 μL/只),提前2周 体外AML12细胞用200 mM乙醇处理8小时 PcTx-1(10 nM)、4-PBA(2 mM)、nimodipine(5 μM)、3-MA(5 mM)处理 ASIC1a和FAM134B的敲低通过质粒或siRNA转染

摘要

酒精相关性肝病(ALD)是一种由慢性或过量饮酒引起的肝细胞功能障碍疾病,可导致广泛的肝细胞坏死甚至肝衰竭。目前,ALD的发病机制和抗ALD机制尚未完全阐明。在本研究中,我们探讨了内质网自噬(ER-phagy)在ALD中的作用以及酸敏感离子通道1a(ASIC1a)在内质网应激介导的ER-phagy中的作用。使用Gao-Binge方法建立ALD小鼠模型,并用酒精处理的AML12细胞作为体外模型。我们发现,在体内和体外模型中,ASIC1a表达显著增加,ER-phagy被激活。在酒精处理的AML12细胞中,用PcTx-1阻断ASIC1a或敲低ASIC1a可减少酒精诱导的细胞内Ca2+积累和内质网应激。此外,用4-PBA抑制内质网应激可降低ER-phagy水平。进一步,敲低ER-phagy受体FAM134B可减轻酒精触发的肝细胞损伤和凋亡。总之,本研究证明酒精通过增加ASIC1a表达和ASIC1a介导的Ca2+内流激活内质网应激诱导的ER-phagy和肝损伤,为ALD的治疗提供了新策略。

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
酒精相关性肝病中,内质网自噬(ER-phagy)是否参与疾病进展,以及ASIC1a在ER应激介导的ER-phagy中扮演何种角色及其机制。
核心机制
酒精通过上调ASIC1a表达,促进Ca2+内流,导致细胞内Ca2+超载,进而触发内质网应激,激活ER-phagy,最终加重肝细胞损伤和凋亡。
主要证据
体内Gao-Binge模型和体外酒精处理AML12细胞均显示ASIC1a表达升高和ER-phagy激活;阻断或敲低ASIC1a减少Ca2+积累和ER应激,抑制ER-phagy并减轻肝损伤;抑制ER应激(4-PBA)或敲低FAM134B可减轻酒精诱导的肝细胞损伤和凋亡。
研究意义
该研究揭示了ASIC1a通过调控ER应激和ER-phagy在ALD发病中的关键作用,为ALD的治疗提供了新的策略。

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

建立ALD动物和细胞模型

模拟酒精相关性肝病,用于后续研究ASIC1a和ER-phagy的作用。

使用Gao-Binge方法建立小鼠ALD模型,包括5天适应、10天酒精液体饲料喂养和一次酒精灌胃;体外用200 mM乙醇处理AML12细胞8小时。

2

检测ASIC1a表达和ER-phagy激活

明确ALD中ASIC1a表达变化及ER-phagy是否被激活。

通过Western blot、qRT-PCR、免疫组化检测ASIC1a表达;通过qRT-PCR、Western blot检测ER-phagy受体(FAM134B等)和自噬标志物(LC3B、p62等);通过透射电镜观察自噬体和内质网片段。

3

ASIC1a功能干预实验

验证ASIC1a在ALD中的功能作用。

使用AAV9-shASIC1a在体内敲低ASIC1a,使用PcTx-1或ASIC1a敲低质粒在体外阻断或敲低ASIC1a,检测肝损伤指标、ER应激和ER-phagy水平。

4

ER应激与ER-phagy关系验证

验证酒精诱导的ER应激是否激活ER-phagy。

使用ER应激诱导剂TG和抑制剂4-PBA处理AML12细胞,检测ER应激标志物和ER-phagy水平;使用ptfLC3质粒检测自噬流。

5

Ca2+信号检测

验证ASIC1a介导的Ca2+内流在ER应激中的作用。

使用Fluo-4 AM钙成像检测细胞内Ca2+浓度变化,使用PcTx-1或ASIC1a敲低处理,同时使用尼莫地平(nimodipine)排除L型钙通道影响。

6

ER-phagy功能干预实验

验证ER-phagy在酒精诱导肝细胞损伤和凋亡中的作用。

使用自噬抑制剂3-MA和siRNA敲低FAM134B,检测细胞活力、凋亡和ER-phagy水平。

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
AAV9腺相关病毒载体Hanbio BiotechnologyHH20201203WY-AAV01
全自动生化分析仪MindrayBS-600
油红OServicebioG1015
ASIC1a抗体Proteintech27235-1-AP
FAM134B抗体Biossbs-13136R
LC3抗体Cell Signaling Technology2775
Calreticulin抗体Abcamab22683
ASIC1a抗体Biossbs-2586R
3%牛血清白蛋白Sigma-AldrichA2153
DAPI染色液BeyotimeC1005
DMEM/F12培养基----
胎牛血清Biological Industries04-001-1ACS
Opti-MEM培养基Gibco--
Lipofectamine™ 3000转染试剂Invitrogen--
psalmotoxin-1Abcamab120483
4-苯基丁酸TargetMolT5886
尼莫地平TargetMolT0343
3-甲基腺嘌呤GLPBIOGC10710
CCK-8试剂盒DojindoCK04
FDA/PI细胞毒性检测试剂盒Best BioBB-4217
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
BCA蛋白浓度测定试剂盒BeyotimeP0012S
PVDF膜Millipore--
SDS上样缓冲液BeyotimeP0015L
Omni ECL化学发光试剂EpiZymeSQ201
TRIzol试剂Invitrogen15596026
Evo M-MLV逆转录预混液Accurate BiologyAG11706
SYBR Green qPCR预混液Accurate BiologyAG11701
CFX-96实时荧光定量PCR仪Bio-RadCFX Connect
透射电子显微镜Thermo FisherTalos L120C G2
Fluo-4 AM钙荧光指示剂Beyotimes1060

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、周龄、性别,Gao-Binge方案中的乙醇浓度和灌胃剂量
阅读提示:Materials and methods - Animals and ALD models
AAV9介导的基因敲低
AAV9注射剂量、途径、时间点
阅读提示:Materials and methods - Animals and ALD models
细胞培养与处理
AML12细胞培养条件、乙醇浓度和处理时间
阅读提示:Materials and methods - Cell culture
细胞转染
质粒或siRNA浓度、转染试剂
阅读提示:Materials and methods - Cell transfection
药物处理
PcTx-1、4-PBA、3-MA等的浓度和时间
阅读提示:Materials and methods - Cell culture
钙成像
Fluo-4 AM浓度、孵育时间、激发和发射波长
阅读提示:Materials and methods - Calcium imaging