胆汁酸受体Tgr5通过代谢和表观遗传沉默在细菌脓毒症期间防止巨噬细胞过度炎症

Bile acid receptor Tgr5 prevents macrophage hyperinflammation during bacterial sepsis through metabolic and epigenetic silencing.

作者信息Maria Reich, Tobias Franz, Haifeng C Xu, Paulina Philippski, Jan Stindt, Sandra Freier, Anja Sammt, Kristina Schoonjans, Philipp A Lang, Sascha Kahlfuß, Verena Keitel
PMID41377671
期刊iScience
发布时间2025-11
DOI10.1016/j.isci.2025.113929

实验完整度

包含体内感染模型(Tgr5-/-和Tgr5LysMCre小鼠)和体外BMDM实验,结合转录组、代谢分析和表观遗传机制验证。

主要模型

小鼠骨髓来源巨噬细胞 Tgr5-/-小鼠 Tgr5LysMCre小鼠

重点核对

Tgr5在巨噬细胞中的表达水平 感染后小鼠生存率 血清细胞因子水平 糖酵解速率

摘要

自然科学;生物科学;免疫学;微生物学

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
Tgr5如何通过代谢和表观遗传机制调控巨噬细胞炎症反应,从而影响细菌脓毒症的结局?
核心机制
Tgr5维持巨噬细胞糖酵解和乙酰辅酶A产生,通过组蛋白乙酰化沉默促炎基因,防止过度炎症。
主要证据
Tgr5缺陷巨噬细胞在L.m.刺激下表现高炎症、低糖酵解和Acly表达下降,补充乙酸可逆转炎症。
研究意义
揭示Tgr5作为代谢-表观遗传调控节点在脓毒症中的保护作用,为治疗提供潜在靶点。

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

检测Tgr5表达变化

验证感染或炎症刺激是否影响Tgr5的表达。

用L.m.或LPS处理WT小鼠及BMDMs,通过qRT-PCR和免疫荧光检测Tgr5 mRNA和蛋白水平。

2

验证Klf5调控Tgr5转录

确认转录因子Klf5是否直接调控Tgr5表达。

通过ChIP、荧光素酶报告基因实验和siRNA敲低验证Klf5与Tgr5启动子区域的结合及功能。

3

评估Tgr5缺失对脓毒症易感性的影响

探究Tgr5在细菌脓毒症中的整体作用。

对Tgr5-/-和Tgr5LysMCre小鼠进行L.m.静脉感染,监测生存率、血清转氨酶和细菌载量。

4

分析Tgr5缺陷巨噬细胞的转录组和炎症表型

揭示Tgr5缺失对巨噬细胞炎症基因表达的影响。

对L.m.感染的WT和Tgr5-/- BMDMs进行RNA测序,分析差异表达基因和通路富集。

5

评估代谢变化

探究Tgr5缺陷如何影响巨噬细胞代谢。

通过Seahorse分析糖酵解和氧化磷酸化,检测葡萄糖摄取和Glut1表达。

6

验证Acly和乙酰辅酶A的作用

验证Acly抑制是否导致炎症增加,以及乙酸补充是否可以逆转。

用2-HC抑制Acly,检测Tnf和Il6表达;用乙酸处理Tgr5-/- BMDMs观察炎症变化。

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
低糖DMEM培养基Thermo Fisher Scientific31885049
胎牛血清SigmaS0615
小鼠M-CSF重组蛋白PeproTech315-02
青霉素-链霉素Thermo Fisher Scientific15140122
胰蛋白酶-EDTA溶液PAN BiotechP10-023100
脑心浸液琼脂BD211065
脑心浸液肉汤BD211059
羟基柠檬酸三钾盐一水合物Santa Cruz Biotechnology232281-44-6
乙酸钠Roth6773.2
Tgr5激动剂(RO5527239)----
牛磺石胆酸Sigma-Aldrich6042-32-6
毛喉素Sigma-AldrichF3917
聚乙烯亚胺Sigma-Aldrich408727
siGENOME SMARTpool鼠Klf5 siRNAHorizonD-062477-01
siGENOME非靶向siRNA #1HorizonD-001210-01-05
siGLO红色转染指示剂DharmaconD-001630-02-05
ATP柠檬酸裂解酶抗体Cell Signaling13390
磷酸化ATP柠檬酸裂解酶抗体Cell Signaling4331
β-肌动蛋白抗体SigmaA5441
Glut-1抗体Thermo Fisher ScientificMA5-31960
2-NBDGInvitrogenN13195
磷酸化mTOR(Ser2448)-PE偶联抗体Invitrogen12-9718-42
磷酸化AMPK(Thr172)-FITC偶联抗体Bioss Antibodiesbs-4002R
PPARγ多克隆抗体,PE-Cy7偶联Bioss Antibodiesbs-4590R
磷酸化Akt (Ser473)-PE-Cy7偶联抗体Cell Signaling Technology88106
c-Myc抗体Cell Signaling Technology13987
TGR5多克隆抗体Thermo Fisher ScientificPA5-23182
CD11b抗体eBioscience14-0112-82
Iba1抗体FUJIFILM Wako019-19741
CLEC4F/CLECSF13抗体R&D SystemsAF2784
Hoechst染料----
Millipore ChIP分析试剂盒Merck Millipore17-295
小鼠抗Klf5抗体Santa Cruz Biotechnologysc-398470-x
正常小鼠IgGSanta Cruz Biotechnologysc-2025
TaqMan基因表达检测Applied Biosystems4331182
QuantiTect逆转录试剂盒Qiagen--
cDNA合成试剂盒Biozym--
GenXpro MACE试剂盒----
HiSeq 2500测序仪Illumina--
Seahorse XFe96细胞外流量分析仪Agilent--
MitoStress检测试剂盒Agilent--
GlycoStress检测试剂盒Agilent--
ATP比色/荧光检测试剂盒MerckMak190
MILLIPLEX小鼠细胞因子/趋化因子磁珠面板Merck MilliporeMCYTOMAG-70K
4D-Nucleofector® X单元LonzaAAF-1003X
FACSAria III流式细胞分选仪BD Biosciences--
LSM 880共聚焦显微镜Zeiss--

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
细胞培养
BMDM分化条件:DMEM(1000mg/l葡萄糖)、10%FCS、10ng/ml M-CSF,培养9天
阅读提示:STAR★Methods, Primary BMDM culture and in vitro stimulation
细菌感染
L.m.感染剂量:小鼠静脉注射约10^4 CFU;体外BMDM刺激1×10^6 CFU/mL
阅读提示:STAR★Methods, Listeria monocytogenes infection; Primary BMDM culture
LPS处理
LPS剂量:22.5μg/g体重,腹腔注射
阅读提示:STAR★Methods, Lipopolysaccharide (LPS) injections
代谢分析
Seahorse GlycoStress检测:10mM葡萄糖、2.5μM寡霉素、50mM 2-DG
阅读提示:STAR★Methods, Seahorse analyses of BMDMs
抑制剂处理
2-HC浓度:5mM,预处理30分钟,与L.m.共孵育2或6小时
阅读提示:STAR★Methods, Primary BMDM culture and in vitro stimulation