肝脏中可溶性环氧化物水解酶调控小鼠腹主动脉瘤的形成

Soluble epoxide hydrolase in the liver orchestrates abdominal aortic aneurysm formation in mice.

作者信息David S Kim, Tetsuo Horimatsu, Mourad Ogbi, Brandee Goo, Hong Shi, Praneet Veerapaneni, Ronnie Chouhaita, Nicole Cyriac, Mary Moses, Rosaria Prasad, Stephen Cave, Tyler W Benson, Ragheb Harb, Ghaith Aboud, Hunter G Sellers, Mitchell Shivers, Stephen Haigh, David J Fulton, Gábor Csányi, Yuqing Huo, Xiaochun Long, Philip Coffey, Richard Lee, Avirup Guha, Wenbo Zhi, Lufei Young, Darryl C Zeldin, Sung Hee Hwang, Bruce D Hammock, Neal L Weintraub, Ha Won Kim
PMID41772184
发布时间2026-03
DOI10.1038/s42003-026-09765-x

实验完整度

研究包含药理学抑制、肝细胞特异性基因敲除、两种AAA动物模型、离体共孵育、蛋白质组学及脂质代谢物检测等多层级验证。

主要模型

LDLR敲除小鼠的血管紧张素II输注AAA模型 C57BL/6小鼠的CaCl2诱导AAA模型 肝细胞特异性Ephx2基因敲除小鼠 小鼠肝脏切片离体培养

重点核对

TPPU给药剂量:3或10 mg/kg,经饮用水口服 AngII输注剂量:1000 ng/kg/min,持续3周 CaCl2浓度:0.5 mol/L,作用15分钟 重组gal-3蛋白处理浓度:10 μg/500 μl,作用24小时 样本量:每组3-8只不等

摘要

肝脏在心血管疾病中通过放大全身性炎症发挥重要作用,但其潜在机制仍有待明确。可溶性环氧化物水解酶(sEH)是一种促炎酶,药理抑制sEH已被证明可保护免受多种炎性疾病的影响。在本研究中,我们确定了肝脏通过表达sEH在腹主动脉瘤(AAA)发病机制中的新作用。与主动脉相比,小鼠肝脏中sEH的表达和活性显著更高,并且在AAA背景下进一步增加。在两种AAA动物模型(男性小鼠的血管紧张素II灌注和主动脉氯化钙应用)中,药理学抑制或肝细胞特异性敲除sEH可阻止AAA形成,同时伴随补体C3和血清淀粉样蛋白A(肝脏来源的、与AAA形成因果相关的炎症因子)表达降低。有趣的是,肝脏与主动脉的离体共孵育数据表明,来自易患动脉瘤的主动脉分泌的半乳糖凝集素-3可激活肝脏中的sEH。我们还确定了12,13-二羟基十八碳烯酸(DiHOME)和各种循环促炎细胞因子作为AAA背景下与肝脏sEH潜在相关的下游机制。这些新发现提供了直接证据,表明主动脉和肝脏之间的双向串扰通过肝脏sEH促进AAA。

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
肝脏中的可溶性环氧化物水解酶(sEH)是否以及如何参与腹主动脉瘤(AAA)的发病机制?
核心机制
动脉瘤倾向的主动脉分泌半乳糖凝集素-3(gal-3),激活肝脏中的sEH,sEH促进肝脏产生炎症介质(如C3、SAA)和代谢物12,13-DiHOME,进而加剧全身性炎症并促进AAA形成。
主要证据
药理学抑制sEH或肝细胞特异性敲除Ephx2在AngII输注和CaCl2两种AAA模型中均显著降低AAA发生率和主动脉直径,并减少肝脏炎症介质表达;离体共孵育和重组gal-3实验支持主动脉-肝脏轴;12,13-DiHOME在AAA小鼠和患者血浆中升高。
研究意义
该研究揭示了肝脏sEH作为AAA治疗靶点的潜力,并提示正在临床试验中的sEH抑制剂可能被重新用于AAA治疗。

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sEH在肝脏和主动脉中的表达

比较sEH在肝脏与主动脉的基础表达水平,并观察AAA模型中的变化。

通过Western blot检测小鼠肝脏和主动脉中sEH蛋白水平;通过qPCR检测AngII输注小鼠肝脏和主动脉中sEH mRNA表达;通过免疫荧光观察sEH在肝脏中的定位。

2

研究sEH上游转录调控机制

探究肝细胞中sEH基因诱导的潜在转录因子表观遗传机制。

检测Sp1、Jarid1b及H3K4me3在AngII输注小鼠肝脏中的表达。

3

评估sEH抑制对肝脏炎症介质的影响

验证sEH抑制是否能降低肝脏中促炎因子和应激基因的表达。

检测TPPU处理后AngII输注小鼠肝脏中C3、IL-6、SAA、ATF6、BiP、CHOP的mRNA表达及sEH活性。

4

验证药理学抑制sEH对AAA的作用

测试sEH抑制剂TPPU是否能抑制AAA形成。

对LDLR KO小鼠口服TPPU并输注AngII,检测AAA发生率、主动脉直径、组织学及MMP表达。

5

验证肝细胞特异性sEH敲除对AAA的作用

确证肝脏sEH在AAA中的特殊作用。

将肝细胞特异性Ephx2敲除小鼠(sEHΔHepatocyte)应用于AngII和CaCl2两种模型,检测AAA参数及肝脏炎症介质。

6

离体共孵育验证主动脉-肝脏相互通讯

检验动脉瘤倾向的主动脉是否释放可溶性因子诱导肝脏sEH表达。

将CaCl2处理或假手术的主动脉与正常小鼠肝脏切片共孵育,检测肝脏sEH、Sp1、Jarid1b、C3和SAA表达。

7

蛋白质组学筛选主动脉分泌的候选因子

识别来自动脉瘤倾向主动脉的、可能诱导肝脏sEH的分泌蛋白。

对CaCl2处理或假手术的主动脉条件培养基进行LC-MS/MS蛋白质组学分析。

8

验证gal-3对肝脏sEH的诱导作用

确认gal-3是否为主动脉来源的诱导肝脏sEH的因子。

用重组gal-3蛋白处理肝脏切片,检测sEH、Sp1、Jarid1b、C3和SAA表达,并在肝细胞特异性sEH KO小鼠中验证。

9

分析sEH代谢产物与AAA的关联

探究sEH产生的脂质代谢物(特别是12,13-DiHOME)是否与AAA相关。

通过ELISA和LC-MS/MS检测小鼠和AAA患者血浆及肝脏中12,13-DiHOME和14,15-DHET水平,并用外源性代谢物处理肝脏验证其促炎作用。

10

检测sEH抑制对全身性促炎细胞因子的影响

评估TPPU是否能降低AngII诱导的全身性炎症。

通过Luminex技术检测血浆中多种细胞因子水平。

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
血管紧张素IIEnzo Life Sciences--
ALZET 2004型渗透泵ALZET--
氯化钙Sigma-Aldrich--
TPPU----
sEH活性检测试剂盒BioVision--
Pierce BCA蛋白测定试剂盒ThermoFisher--
Mac-3抗体BD Pharmingen550592
MMP-2抗体Biossbs4599R
MMP-9抗体Biossbs0397R
C3抗体Novus BiologicalsNB200-540
SAA抗体R&D SystemsAF2948
gal-3抗体Cell Signaling89572S
HistoMouse-SP试剂盒Invitrogen--
DAB底物试剂盒Vector Labs--
sEH抗体Cayman Chemicals10010146
转铁蛋白抗体AbcamAb82411
H3K4me3抗体Cell Signaling Technology9751
gal-3抗体Santa Cruzsc-32790
GAPDH抗体InvitrogenAM4300
QIAzol裂解试剂Qiagen--
RNeasy脂肪组织迷你试剂盒Qiagen--
Brilliant II SYBR Green QPCR预混液Agilent Technologies--
12,13-DiHOME ELISA试剂盒Cayman Chemical--
14,15-DHET ELISA试剂盒Cayman Chemical--
Gal-3 ELISA试剂盒R&D Systems--
香烟烟雾提取物University of Kentucky Reference Cigarette 3R4F--
重组小鼠gal-3蛋白----
Nalgene 0.2 µm孔径真空过滤器Nalgene--
Amicon Ultra-15离心过滤器MilliporeSigma--
Ultimate 3000纳升超高效液相色谱系统Thermo Scientific--
Orbitrap Fusion Tribrid质谱仪Thermo Scientific--
同位素标记标准品----
Biolegend小鼠炎症13因子检测板BiolegendFbBA228ser
Luminex 200仪器Luminex--
GraphPad Prism 10.2.2GraphPad Software, Inc.--

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、性别、年龄;AngII输注剂量和持续时间;CaCl2浓度和作用时间;TPPU给药方式和剂量
阅读提示:Methods: Mice, AngII-induced AAA model, CaCl2-induced AAA model
sEH活性测定
组织来源、蛋白提取方法、试剂盒品牌
阅读提示:Methods: sEH activity assay
离体共孵育
肝脏切片大小和重量、处理物浓度、共孵育时间
阅读提示:Methods: Ex vivo co-incubation of liver with...; Results: Co-incubation of CaCl2-treated aorta...
重组gal-3处理
重组蛋白浓度、处理时间、培养基成分
阅读提示:Methods: Ex vivo co-incubation of liver with recombinant gal-3 protein
脂质代谢物检测
样本类型(血浆、组织、条件培养基)、检测方法(ELISA或LC-MS/MS)
阅读提示:Methods: Lipid measurements; Results: 12,13-DiHOME...