CEP-33779抑制JAK2-STAT1和PD-L1可改善LPS诱导的肺泡巨噬细胞吞噬活性下降并减轻小鼠肺损伤

Repression of JAK2-STAT1 and PD-L1 by CEP-33779 ameliorates the LPS-induced decline in phagocytic activity of alveolar macrophages and mitigates lung injury in mice.

作者信息Yu-Han Wang, A-Guo Li, Hong-Yan Wang, Yong-Sheng Tu
PMID39660129
发布时间2024-11-26
DOI10.3389/fimmu.2024.1472425

实验完整度

高

包含小鼠体内模型(LPS诱导ALI)和细胞模型(MH-S),并有功能验证(吞噬实验)和机制验证(JAK2/STAT1抑制剂)等多层级证据。

主要模型

小鼠ALI模型(LPS气管内滴注) MH-S小鼠肺泡巨噬细胞系 BALF中分离的肺泡巨噬细胞 小鼠肺组织

重点核对

LPS剂量(5 mg/kg)和给药途径(气管内滴注) CEP-33779剂量(25 mg/kg和50 mg/kg)和给药方案(腹腔注射?实为口服) MH-S细胞LPS刺激浓度(1 μg/ml)和刺激时间(0-120分钟,24小时等) CEP-33779处理浓度(10-3000 nM)和预处理时间(1或2小时) 吞噬实验:乳胶珠-兔IgG-FITC复合物孵育2小时,计算吞噬指数

摘要

背景:在LPS诱导的小鼠急性肺损伤中,JAK2-STAT1/PD-L1通路在肺泡巨噬细胞(AMs)吞噬活性中的作用仍知之甚少。本研究旨在探讨JAK2-STAT1/PD-L1通路在LPS诱导的小鼠急性肺损伤中是否在AMs上上调,并进一步探讨JAK2特异性抑制剂CEP-33779对LPS诱导的AMs吞噬活性受损和肺损伤的影响。方法:通过气管内给予LPS诱导小鼠ALI,随后灌胃给予JAK2抑制剂CEP-33779混悬液。采用免疫组织化学检测肺组织中PD-L1的表达,并采用免疫荧光检测支气管肺泡灌洗液(BALF)中AMs上p-JAK2、p-STAT1和PD-L1的表达。使用酶联免疫吸附测定法和二喹啉甲酸测定法分别检测BALF中TNF-α和IL-6的水平以及蛋白浓度。采用苏木精-伊红染色和肺损伤评分评估小鼠肺部的病理变化。使用细胞计数器测定BALF中的总细胞数。此外,采用western blot和免疫荧光评估JAK2和STAT1抑制剂对JAK2-STAT1通路激活和PD-L1表达的影响,同时使用激光共聚焦显微镜和乳胶珠-兔IgG-FITC复合物观察MH-S细胞的吞噬能力。结果:研究发现,在LPS诱导的急性肺损伤小鼠和MH-S细胞系中,LPS刺激触发了JAK2-STAT1通路的激活和AMs上PD-L1的上调。此外,JAK2和STAT1抑制剂治疗有效减少了JAK2-STAT1信号的激活,下调了LPS诱导的ALI小鼠BALF中AMs和LPS刺激的MH-S细胞上PD-L1的表达,并显著改善了LPS诱导的MH-S细胞吞噬活性下降。最重要的是,CEP-33779治疗显著减轻了LPS诱导的ALI小鼠的肺部炎症反应和肺损伤。结论:综上所述,这些发现表明JAK2-STAT1通路在PD-L1的上调中发挥作用,而PD-L1的上调与LPS诱导的AMs吞噬活性降低及肺损伤相关。此外,我们的研究强调,CEP-33779治疗可通过抑制JAK2-STAT1/PD-L1通路有效改善AMs吞噬活性的降低并减轻LPS诱导的肺损伤。

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
LPS诱导的急性肺损伤中,肺泡巨噬细胞上JAK2-STAT1/PD-L1通路是否上调,以及CEP-33779是否能通过抑制该通路改善吞噬功能下降和肺损伤。
核心机制
LPS激活JAK2-STAT1通路,上调PD-L1表达,与肺泡巨噬细胞吞噬活性下降有关;CEP-33779抑制JAK2-STAT1/PD-L1通路,恢复吞噬活性并减轻肺损伤。
主要证据
在LPS诱导的ALI小鼠和MH-S细胞中观察到JAK2/STAT1磷酸化增加和PD-L1上调;JAK2和STAT1抑制剂减少PD-L1表达;CEP-33779恢复MH-S细胞吞噬指数并减轻小鼠肺损伤和炎症。
研究意义
靶向JAK2/STAT1/PD-L1通路可能为恢复肺泡巨噬细胞吞噬功能、改善急性肺损伤提供新策略。

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

建立小鼠ALI模型并评估肺损伤

验证LPS诱导急性肺损伤模型的建立,并检测肺损伤程度和PD-L1表达。

通过气管内滴注LPS(5 mg/kg)诱导ALI,48小时后评估肺湿干比、BALF蛋白浓度、HE染色和肺损伤评分,并通过免疫组化和免疫荧光检测肺组织及AMs中PD-L1表达。

2

检测BALF中AMs的JAK2-STAT1和PD-L1表达

确定LPS诱导的ALI小鼠中AMs上JAK2-STAT1通路激活和PD-L1表达是否上调。

分离BALF细胞,通过免疫荧光染色和激光共聚焦显微镜检测AMs上p-JAK2、p-STAT1和PD-L1的表达。

3

体外验证CEP-33779对JAK2-STAT1通路和PD-L1表达的作用

验证JAK2抑制剂CEP-33779和STAT1抑制剂对LPS诱导的MH-S细胞中JAK2-STAT1激活和PD-L1表达的影响。

用LPS(1 μg/ml)刺激MH-S细胞,不同时间点检测JAK2和STAT1磷酸化及PD-L1表达;用CEP-33779预处理后检测信号通路变化;也用STAT1抑制剂氟达拉滨预处理。

4

评估CEP-33779对MH-S细胞吞噬功能的影响

验证CEP-33779是否恢复LPS诱导的MH-S细胞吞噬活性下降。

MH-S细胞分为对照组、LPS组、LPS+溶剂组、LPS+CEP-33779组,用乳胶珠-兔IgG-FITC复合物孵育,通过共聚焦显微镜计算吞噬指数。

5

评估CEP-33779对小鼠ALI的体内治疗效果

验证CEP-33779给药是否能减轻LPS诱导的小鼠肺损伤和炎症。

小鼠气管内滴注LPS(5 mg/kg)前2小时和随后48小时内口服CEP-33779(25和50 mg/kg),检测肺损伤评分、HE染色、BALF总细胞数、TNF-α和IL-6水平和蛋白浓度。

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
脂多糖----
CEP-33779----
抗PD-L1抗体Proteintech66248-1-Ig
HRP偶联的山羊抗小鼠二抗BioworldBS20242-Y
RIPA裂解液----
蛋白酶/磷酸酶抑制剂混合物SolarbioP6730,
抗STAT1抗体Abcamab281999
抗JAK2抗体Abcamab108596
抗p-JAK2抗体Abcamab32101
抗p-STAT1抗体Abcamab109461
抗PD-L1/CD274抗体Proteintech66248-1-Ig
抗GAPDH抗体Goodhere biotech.AB-M-M001
山羊抗兔IgG (H+L) HRPBiossbs-0295G-HRP
山羊抗小鼠IgG (H+L) HRPBioworldBS20242-Y
Immobilon Western HRP底物MerckWBKLS01001
Amersham Imager 680成像系统Gene Ray Electric company USA--
Triton X-100BeyotimeP0096
QuickBlock封闭液BeyotimeP0260
免疫染色一抗稀释液BeyotimeP0103
抗p-STAT1抗体Cell Signaling Technology9177
抗PD-L1/CD274抗体Proteintech66248-11-Ig
抗CD11c抗体Signalway AntibodyC91504FITC
SignalUp二抗稀释液BeyotimeP0278
山羊抗兔IgG FITCServicebioGB22303
山羊抗小鼠IgG Cy3ServicebioGB21301
DAPIServicebioG1012
抗荧光淬灭封片剂SolarbioS2100
蔡司激光共聚焦显微镜LSM980Zeiss--
小鼠TNF-α ELISA试剂盒Biossbsk12002
小鼠IL-6 ELISA试剂盒Biossbsk12004
酶标仪Thermo Fisher Scientific--
乳胶珠-兔IgG-FITC复合物----
RPMI-1640培养基----
胎牛血清----
青霉素和链霉素----
β-巯基乙醇----
MH-S细胞系ATCC--
红细胞裂解液----
GraphPad PrismGraphPad Software--

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
小鼠ALI模型建立
小鼠品系(BALB/c)、性别(雄性)、年龄(6-8周龄)、LPS给药剂量(5 mg/kg)和途径(气管内滴注)、麻醉方式(戊巴比妥钠50 mg/kg腹腔注射)、模型建立后48小时评估。
阅读提示:Methods 2.1 小鼠急性肺损伤模型和CEP-33779治疗
CEP-33779体内给药方案
给药剂量(25 mg/kg和50 mg/kg)、给药途径(口服)、给药时间(LPS前2小时和LPS后48小时内每日两次)、溶剂(PEG300)。
阅读提示:Methods 2.1 小鼠急性肺损伤模型和CEP-33779治疗
BALF细胞分离和免疫荧光检测
灌洗液体积(0.8 ml PBS/EDTA 5 mM,10次)、细胞计数(血球计数板)、抗体浓度(如p-JAK2 1:1000等)。
阅读提示:Methods 2.3 细胞分离和2.9 免疫荧光
MH-S细胞LPS刺激和抑制剂处理
LPS浓度(1 μg/ml)、刺激时间(p-JAK2和p-STAT1检测:2小时;PD-L1检测:24小时)、CEP-33779浓度(3000 nM)和预处理时间(1或2小时)、STAT1抑制剂氟达拉滨浓度(50 μM)。
阅读提示:Methods 2.4 细胞培养和处理、2.9 免疫荧光、Figure 4图注
吞噬实验
乳胶珠-兔IgG-FITC复合物稀释比例(1:400)、孵育时间(2小时)、吞噬指数计算方法(荧光微珠数/巨噬细胞总数)、统计(每组200个细胞,重复3次)。
阅读提示:Methods 2.11 吞噬作用