HMGA1对SLE患者Tfh细胞铁诱导细胞死亡的影响

HMGA1 influence on iron-induced cell death in Tfh cells of SLE patients.

作者信息Shan Zhao, Xiaotong Chen, Bohan Chang, Bailing Tian
PMID39707065
发布时间2024-12-21
DOI10.1007/s10565-024-09955-5

实验完整度

包含单细胞测序、转录组测序、体外细胞实验和体内小鼠模型等多个独立证据层级,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

人来源Tfh细胞 MRL/lpr小鼠 MRL/Mpj小鼠 293T细胞

重点核对

HMGA1在Tfh细胞中的敲低和过表达效果 EZH2在Tfh细胞中的敲低和过表达效果 MRL/lpr小鼠模型中HMGA1敲低和过表达对SLE疾病特征的影响 HMGA1对EZH2启动子活性的影响(荧光素酶报告基因实验) HMGA1/EZH2/STAT3/GPX4蛋白表达水平的变化

摘要

自身免疫性疾病系统性红斑狼疮(SLE)表现出复杂的特征,伴随异常免疫反应导致组织损伤。抗体的产生和免疫调节的破坏在很大程度上依赖于滤泡辅助性T(Tfh)细胞的关键功能。铁失调在自身免疫性疾病中具有重要意义,影响免疫细胞功能和疾病进展。我们的研究探讨了HMGA1/EZH2/STAT3/GPX4轴在调节SLE中Tfh细胞和铁稳态中的作用。SLE患者中异常的Tfh细胞群表现出对铁诱导细胞死亡的敏感性降低,HMGA1被确定为Tfh细胞增殖和铁诱导死亡敏感性的关键因素。实验干预揭示了HMGA1轴对Tfh细胞铁诱导死亡敏感性的抑制作用,为SLE及相关自身免疫性疾病提供了治疗途径。我们的研究强调了铁稳态在自身免疫性疾病中的重要性,为该领域的进一步研究提供了新的见解和治疗策略。

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
HMGA1/EZH2/STAT3/GPX4轴在SLE中是否通过抑制Tfh细胞铁死亡来促进疾病进展?
核心机制
HMGA1通过调节EZH2转录活性,调控EZH2/STAT3/GPX4信号通路,抑制Tfh细胞铁死亡,从而促进SLE进展。
主要证据
在Tfh细胞中敲低HMGA1抑制增殖并促进铁死亡,过表达则相反;体内MRL/lpr小鼠中敲低HMGA1减轻SLE症状,过表达加重;机制上HMGA1调控EZH2启动子活性,影响STAT3/GPX4表达。
研究意义
为SLE及相关自身免疫性疾病的治疗提供新靶点,有助于开发针对HMGA1/EZH2/STAT3/GPX4轴的个性化治疗策略。

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

单细胞测序分析

鉴定SLE患者外周血中的免疫细胞类型,特别是Tfh细胞及其标记基因。

使用GSE135779数据集,对PBMC进行scRNA-seq分析,通过PCA和t-SNE聚类识别11种免疫细胞类型,并对aCD4+T细胞进行亚聚类和拟时序分析。

2

转录组测序分析

鉴定MRL/lpr小鼠Tfh细胞中与SLE相关的差异表达基因,并筛选关键基因。

对MRL/lpr和MRL/Mpj小鼠的Tfh细胞进行RNA-seq,分析差异表达基因,并与Tfh细胞标记基因取交集,鉴定HMGA1为关键基因。

3

体外细胞实验

验证HMGA1对Tfh细胞增殖和铁死亡的影响。

在人Tfh细胞中敲低或过表达HMGA1,检测增殖能力、铁含量、脂质过氧化、MDA、GSH/GSSG及线粒体形态。

4

机制验证

探究HMGA1调控Tfh细胞铁死亡的分子机制。

通过RNA-seq分析HMGA1敲低后的差异基因,发现EZH2为STAT3的上游调控因子;通过荧光素酶报告基因实验验证HMGA1对EZH2启动子的调控;通过Western blot和PCR检测相关蛋白表达。

5

体内动物实验

验证HMGA1/EZH2/STAT3/GPX4轴对SLE进展的影响。

在MRL/lpr小鼠中通过尾静脉注射敲低或过表达HMGA1,并在此基础上敲低EZH2,检测SLE疾病特征、Tfh细胞数量及铁死亡指标。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM(高糖)+10%胎牛血清培养基ProcellPM150210B
消化液ProcellPB180225
人Tfh细胞China Microorganism Culture CollectionBio-133623
293T细胞ATCCCRL-3216
聚凝胺MerckTR-1003
嘌呤霉素Thermo FisherA1113803
慢病毒载体GenePharma--
RSL-3Yisheng Biotechnology53469ES08
Sorensen缓冲液Maiji BiotechnologyMG5510
鞣酸Rui' Erfeng1401-55-4
Embed-812Heide Venture14120
醋酸铀Rui' Erfeng71767-12-9
柠檬酸铅Shanghai Guchen Biotechnology512-26-5
JC-1线粒体膜电位检测试剂盒Yisheng Biotechnology40706ES60
CCCP溶液----
CCK-8试剂盒SolarbioCA1210
酶标仪TecanInfinite200
脂质过氧化物检测试剂盒SolarbioBC5240
丙二醛检测试剂盒SolarbioBC0025
C11-BODIPY581/591----
碘化丙啶储存液SolarbioP8080
DAPI储存液SolarbioC0065
甲醛SolarbioP0099-100 ml
FerroOrange----
细胞裂解液BeyotimeP0013
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0010
PVDF膜----
牛血清白蛋白----
抗体(HMGA1、EZH2、STAT3、GPX4、P-STAT3)Enzyme Biotechml085462, ml083947, ml090550, ml090547
β-肌动蛋白抗体SolarbioK101527P
山羊抗兔二抗BeyotimeA0277
ECL工作液BeyotimeP0018S
一抗(HMGA1、EZH2)CST3935S, 5246T
荧光标记二抗CST4412S
Trizol试剂Thermo16096020
Trizol试剂BeyotimeR0011
Qubit RNA分析试剂盒Shanghai Baoji BiotechnologyHKR2106-01
Qubit 2.0荧光计Life TechnologiesQ33216
纳米紫外-可见分光光度计IMPLEN--
Bioanalyzer 2100系统Agilent--
RNA Nano 6000分析试剂盒Agilent5067-1511
NEBNext Ultra RNA文库制备试剂盒NEBE7435L
TruSeq PE簇生成试剂盒v3 cBot HSIlluminaPE-401-3001
Illumina HiSeq 550Illumina--
PrimeScript RT-qPCR试剂盒TaKaRaRR014
SYBR Premix Ex Taq试剂TaKaRaRR820
LightCycler 480系统Roche Diagnostics--
紫外-可见分光光度计NanodropND-1000
荧光素酶检测平台PromegaE1500
抗dsDNA抗体ELISA试剂盒Enzyme-Linked Biotechml063514
补体3 ELISA试剂盒Jianglai BiotechJL10274-48T
24小时蛋白尿试剂盒Jiancheng Bioengineering InstituteC035
抗CD4抗体Bosterorb44212
抗ICOS抗体Bosterorb994768
抗CXCR5抗体Bioss145520
BD FACSAria III流式细胞仪BD Biosciences--
MRL/lpr小鼠Jiangsu Ailingfei Biotechnology--
MRL/Mpj小鼠Jiangsu Ailingfei Biotechnology--
慢病毒颗粒----

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
单细胞测序分析
数据集GSE135779,包含12例PBMC样本(5对照,7SLE),质量控制标准
阅读提示:Methods部分'Retrieval and evaluation of single-cell sequencing datasets'
体外细胞实验
人Tfh细胞来源,HMGA1敲低和过表达载体,转染条件(MOI=10,polybrene浓度),筛选浓度(puromycin)
阅读提示:Methods部分'Cultivation of Tfh cells'和'Cell transfection and alternative treatments'
铁死亡检测
铁含量、LPO、MDA、GSH/GSSG检测试剂盒及波长
阅读提示:Methods部分'Biochemical assays'
体内动物实验
MRL/lpr小鼠分组(每组6只),尾静脉注射慢病毒剂量和频率
阅读提示:Methods部分'Construction of gene knockdown or overexpression SLE mouse model'