SPHK1介导的M2巨噬细胞极化驱动TGF-β1依赖性血栓纤维化

SPHK1-mediated M2 macrophage polarization drives TGF-β1-dependent thrombus fibrosis.

作者信息Xiaoyun Chen, Fajiu Li, Guofeng Ma, Haifeng Qiang, Maohe Chen, Shi Chen, Yedong Huang, Xingyue Lai, Qinghuang Lin, Chaosheng Deng
PMID41333463
发布时间2025-11-17
DOI10.3389/fimmu.2025.1681485

实验完整度

高

包含人类样本组织学、scRNA-seq、大鼠IVC结扎模型、BMDM敲低和共培养实验及药理抑制验证,涉及体外、体内和临床样本多个层级。

主要模型

人血栓组织(急性PE和CTEPH) 大鼠IVC结扎血栓模型 大鼠骨髓来源巨噬细胞(BMDMs) 大鼠血栓组织来源成纤维细胞

重点核对

SPHK1抑制剂PF543的剂量为5 mg/kg,腹腔注射,每日一次,持续7或14天 用于诱导M2极化的IL-4浓度为20 ng/mL,处理时间为48小时 M2巨噬细胞条件培养基(M2-CM)刺激成纤维细胞48小时 TGF-β1受体抑制剂SB525334的使用 IVC结扎后血栓组织收集时间点为第2、3、7、14天(不同实验)

摘要

背景与目的:静脉血栓纤维化导致血栓后综合征(PTS)和慢性血栓栓塞性肺高血压(CTEPH)。M2巨噬细胞通过分泌TGF-β1促进纤维化。本研究探讨鞘氨醇激酶1(SPHK1)是否通过调节M2巨噬细胞极化促进血栓纤维化。方法:对急性血栓和CTEPH患者的血栓组织进行组织学染色和免疫荧光(IF)。使用单细胞RNA测序(scRNA-seq)表征免疫细胞异质性并鉴定巨噬细胞亚群中SPHK1的表达。在体内,通过下腔静脉(IVC)结扎建立大鼠血栓模型,并给予SPHK1抑制剂PF543以评估其对纤维化和巨噬细胞极化的影响。在体外,骨髓来源巨噬细胞(BMDMs)经M2极化并与成纤维细胞共培养,以评估TGF-β1依赖性成纤维细胞活化。结果:组织学分析显示,与急性血栓相比,CTEPH血栓中ECM沉积和巨噬细胞浸润显著增加。Masson染色显示CTEPH样本中胶原纤维大量积聚。大鼠IVC结扎模型纤维化血栓的免疫荧光分析显示SPHK1和CD68强共表达,表明血栓重塑中存在表达SPHK1的巨噬细胞。scRNA-seq分析进一步揭示SPHK1在M2巨噬细胞亚群中高表达,尤其是在MARCO-1簇中,其表达与TGF-β1分泌密切相关。在体内,PF543治疗显著减少血栓组织中的胶原沉积、TGF-β1表达和M2巨噬细胞极化。在体外,SPHK1敲低显著抑制BMDMs中TGF-β1、Arg1、CD36和FASN的表达,表明促纤维化巨噬细胞功能受到抑制。共培养实验进一步证实M2巨噬细胞通过TGF-β1依赖性机制激活成纤维细胞。结论:本研究证明SPHK1促进M2巨噬细胞极化并驱动TGF-β1依赖性血栓纤维化,强调其在CTEPH进展中的关键作用。PF543对SPHK1的药理学抑制有效减弱纤维化重塑并抑制M2巨噬细胞极化,表明SPHK1可能作为治疗慢性血栓相关纤维化的有前景的靶点。关键词:SPHK1,静脉血栓形成,纤维化,M2巨噬细胞,TGF-β1,单细胞测序。

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
SPHK1是否通过调节M2巨噬细胞极化促进静脉血栓纤维化?
核心机制
SPHK1在M2巨噬细胞中高表达,促进TGF-β1分泌,进而通过TGF-β1介导的STAT3磷酸化激活成纤维细胞,驱动血栓纤维化。
主要证据
在CTEPH血栓中观察到SPHK1高表达,大鼠模型中SPHK1与M2标志物共定位;PF543抑制SPHK1减少胶原沉积、TGF-β1表达和M2极化;体外SPHK1敲低抑制M2相关基因表达,共培养实验显示SB525334阻断M2-CM诱导的α-SMA上调。
研究意义
研究揭示了SPHK1在血栓纤维化中的新作用,并提示SPHK1可作为治疗慢性血栓相关纤维化的潜在靶点。

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

人类样本分析

比较急性血栓和CTEPH血栓的组织学和分子特征

对急性PE(n=6)和CTEPH(n=6)患者的血栓组织进行HE、Masson染色、免疫荧光(CD68、α-SMA)和Western blot(IL-4、IL-13、TGF-β1、SPHK1)分析。

2

单细胞RNA测序分析

表征血栓中免疫细胞异质性并鉴定SPHK1在巨噬细胞亚群中的表达

对3例CTEPH和6例急性PE患者的血栓组织进行scRNA-seq,聚类分析、亚聚类和拟时序分析。

3

大鼠体内模型验证

评估SPHK1抑制剂PF543对血栓纤维化和巨噬细胞极化的影响

通过IVC结扎建立大鼠血栓模型,给予PF543(5 mg/kg,腹腔注射,每日一次)或生理盐水,在指定时间点收集血栓组织进行HE、Masson、IF(α-SMA)、IHC(TGF-β1)和流式细胞术(CD163+ M2巨噬细胞)分析。

4

体外BMDM敲低实验

验证SPHK1对M2巨噬细胞极化和促纤维化功能的影响

从大鼠骨髓分离BMDMs,用M-CSF分化,IL-4刺激诱导M2极化,siRNA敲低SPHK1,通过RNA-seq、RT-qPCR、Western blot检测基因和蛋白表达。

5

巨噬细胞-成纤维细胞共培养实验

验证M2巨噬细胞通过TGF-β1依赖机制促进成纤维细胞活化

收集M2巨噬细胞条件培养基(M2-CM),处理成纤维细胞,并用TGF-β1受体抑制剂SB525334进行干预,检测α-SMA表达和STAT3磷酸化水平。

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
Masson三色染色试剂盒Solarbio--
巨噬细胞集落刺激因子NovoproteinC470
白细胞介素-4PeproTech400-04
组织解离试剂盒Miltenyi Biotec--
GentleMACS组织解离器Miltenyi Biotec--
抗CD206抗体Cst24595
抗CD68抗体AbcamAb303565
抗iNOS抗体Abcamab283655
抗SphK1抗体Proteintech10670-1-AP
抗α-SMA抗体Abcamab124964
抗TGF-β1抗体Proteintech21898-1-AP
PVDF膜Millipore--
ECL底物MeilunbioMA0186-1
化学发光成像系统SaivillSCG-W3000
抗SPHK1抗体Proteintech10670-1-AP
抗CD68抗体AbcamERP23917-164
抗CD206抗体CST24595
抗iNOS抗体AbcamEPR16635
抗精氨酸酶-1抗体CST93668
抗TGF-β1抗体AbcamEPR21143
抗α-SMA抗体HuabioET1607-53
抗MMP9抗体AbcamRM1020
抗磷酸化STAT3 (Tyr705)抗体CST9145
抗STAT3抗体CST12640
快速RNA提取试剂盒--AG21023
Evo M-MLV反转录预混试剂盒--AG11728
SYBR® Green Pro Taq HS预混qPCR试剂盒--AG11718
CD11b-FITC抗体Biolegend201805
CD68-APC抗体Biossbs-20403R
CD163-RY610抗体BD OptiBuild759119
7-AADMultiScienceAP104
大鼠TGF-β1 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-0162
PF543--PF-543
SB525334----
TRIzol试剂Invitrogen--
2100 Expert生物分析仪Agilent--
Illumina HiSeq 2000测序平台Illumina--
全景SCAN II扫描仪3D HISTECH--

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
人类样本分析
急性PE和CTEPH患者的血栓样本数量(各6例)及CTEPH样本的GEO编号(GSE224143)
阅读提示:Materials and methods: Human thrombus sample collection and processing; Results: Figure 1 legend
单细胞测序
样本数量(3例CTEPH和6例急性PE)、聚类分辨率(1.2)、批次校正软件(Harmony)、基因表达筛选阈值(线粒体基因含量>10%排除)
阅读提示:Materials and methods: Single-cell RNA sequencing and data analysis
大鼠模型
IVC结扎方法、PF543剂量(5 mg/kg)、给药方式(腹腔注射)和频率(每日一次)、治疗时间(7或14天),对照组为生理盐水
阅读提示:Materials and methods: Animal model and thrombus tissue collection; Results: Figure 6A
BMDM培养与极化
M-CSF浓度(20 ng/mL)、IL-4浓度(20 ng/mL)、极化时间(48小时)、BMDM分化时间(7天)
阅读提示:Materials and methods: Isolation of rat bone marrow-derived macrophages and induction of M2 polarization
共培养实验
M2-CM制备(48小时)、成纤维细胞处理时间(48小时)、SB525334浓度(文中未明确说明)
阅读提示:Materials and methods: Co-culture system; Table 1