Tenascin-C调节支气管肺发育不良中的肺泡化过程

Tenascin-C modulates alveolarization in bronchopulmonary dysplasia.

作者信息Wei Liu, Yu Mao, Qianru Lv, Keyu Lu, Chunyu Yin, Rui Cheng, Mingshun Zhang
PMID38539268
发布时间2024-03-28
DOI10.1186/s41232-024-00330-9

实验完整度

包含体外细胞实验、基因敲除小鼠模型、抗体阻断治疗和多组学分析等多个独立证据层级,且有明确的功能和机制验证。

主要模型

MLE-12小鼠肺泡上皮细胞 BEAS-2B人支气管上皮细胞 C57BL/6J新生小鼠BPD模型(85%氧气) TN-C基因敲除小鼠BPD模型

重点核对

BPD模型:新生小鼠出生后12小时内暴露于85%氧气7天,然后常氧饲养至P14 TN-C敲除小鼠用于验证基因缺失对BPD发展的影响 TN-C中和抗体处理:P2、P4、P6、P8、P10腹腔注射1 μg/g体重 体外高氧处理:85%氧气处理24小时 sTN-C浓度:低剂量2 ng/mL,高剂量8 ng/mL

摘要

支气管肺发育不良(BPD)是一种以肺泡化延迟为特征的慢性肺部疾病。Tenascin-C(TN-C)是一种细胞外基质糖蛋白和可溶性分子,参与组织形态发生。在本研究中,我们证明了在85%氧气诱导的BPD小鼠模型中,肺组织中TN-C的水平升高。然而,TN-C缺乏会损害高氧诱导的BPD模型中的肺泡化。相反,功能性TN-C阻断抗体改善了BPD样小鼠的肺泡发育不良。机制上,高氧增加了呼吸道上皮细胞释放的可溶性TN-C(sTN-C)。一方面,低剂量sTN-C通过ICAM-1介导促进肺上皮细胞增殖和迁移。另一方面,高剂量sTN-C阻碍了上皮细胞的增殖和迁移。总之,这项研究揭示了TN-C在肺肺泡化中发挥双重作用,且TN-C可能是BPD治疗的靶点。

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
TN-C及其可溶形式sTN-C在出生后肺泡化和BPD发病中的作用和机制是什么?
核心机制
高氧通过HIF-1α促进呼吸道上皮细胞分泌sTN-C;低剂量sTN-C通过ICAM-1介导促进肺泡上皮细胞增殖和迁移,而高剂量sTN-C则抑制这些过程,表明TN-C在肺泡化中发挥双重作用。
主要证据
体外实验显示低剂量sTN-C促进MLE-12和BEAS-2B细胞增殖和迁移,高剂量则抑制;TN-C敲除加重高氧诱导的肺泡发育障碍;抗TN-C抗体改善BPD小鼠肺泡结构。
研究意义
研究表明TN-C是BPD治疗的潜在靶点,但需注意其双重作用,调节TN-C的平衡可能对治疗至关重要。

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

ECM蛋白动态变化的蛋白质组学分析

鉴定小鼠出生后肺泡发育过程中ECM成分的变化模式

对出生后P1、P4、P7、P14的小鼠肺组织进行TMT蛋白质组学分析,筛选出高表达ECM蛋白,并通过Western blot验证TN-C表达趋势。

2

BPD模型中TN-C表达异常检测

评估BPD小鼠肺组织中TN-C蛋白表达水平的变化

建立新生小鼠BPD模型(85%氧气暴露7天),通过Western blot、ELISA和免疫组化检测TN-C表达。

3

高氧促进上皮细胞释放sTN-C的机制研究

探究高氧诱导上皮细胞分泌sTN-C的分子机制

用85%氧气处理MLE-12和BEAS-2B细胞,检测sTN-C分泌;通过HIF-1α激动剂和抑制剂处理细胞,分析HIF-1α对TN-C表达的影响。

4

sTN-C对上皮细胞功能的影响

验证sTN-C对肺泡上皮细胞增殖和迁移的作用

用低剂量(2 ng/mL)或高剂量(8 ng/mL)sTN-C处理MLE-12和BEAS-2B细胞,进行CCK-8、EdU和细胞迁移实验。

5

转录组分析及机制探索

寻找sTN-C促进上皮细胞增殖的潜在信号通路

用低剂量sTN-C处理MLE-12细胞后提取RNA进行转录组测序,KEGG富集分析发现AGE-RAGE通路,并验证ICAM-1表达变化。

6

TN-C缺乏对BPD发展的影响

评估TN-C缺失对高氧诱导的BPD模型的影响

使用TN-C敲除小鼠建立BPD模型,组织学评估肺泡化参数。

7

抗TN-C抗体治疗效果评估

验证中和TN-C是否能改善BPD小鼠的肺泡发育

对BPD模型小鼠腹腔注射TN-C中和抗体或同型对照,组织学评估肺泡发育和标志物表达。

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
增强型BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
胰蛋白酶Promega--
TMT同位素标签Thermo Scientific--
UltiMate 3000Thermo Fisher Scientific--
Q Exactive HFX OrbitrapThermo Fisher Scientific--
Proteome DiscovererThermo Fisher Scientific--
DMEM培养基HyClone--
胎牛血清Lonsera--
青霉素/链霉素HyClone--
支气管上皮细胞生长培养基LonzaCC-3170
2-甲氧基雌二醇MCE--
二甲基乙二酰甘氨酸MCE--
脂质体转染试剂Yeasen--
编码TN-C的表达质粒Vector Builder--
Cell-Light™ EdU Apollo®567细胞追踪试剂盒RiboBio--
TN-C中和抗体R&D SystemsMAB2138
CCK-8细胞计数试剂盒Vazyme Biotech Co., Ltd.--
抗TN-C抗体Abcamab108930
抗HIF-1α抗体Abcamab179483
抗β-肌动蛋白抗体ServicebioGB15003
抗RAGE抗体Abcamab216329
抗SFTPC抗体Proteintech10774-1-AP
抗GAPDH抗体ServicebioGB15004
HRP标记的山羊抗兔IgGEarthOx Life Sciences--
山羊抗小鼠IgG (H+L) HRPAffinity Biosciencess0002
Immobilon Western化学发光HRP底物Millipore--
G:Box凝胶成像系统Syngene--
丽春红SBeyotimeP0022
DAB显色试剂----
数字组织切片扫描仪3DHistech--
TRIzol试剂盒Life Technologies--
TRIzol试剂盒Vazyme--
qPCR cDNA合成预混液Yeasen11141
Universal Blue SYBR预混液Yeasen11184
StepOnePlus实时荧光定量PCR仪ABI--

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
BPD模型建立
新生小鼠(C57BL/6J)出生后12小时内暴露于85%氧气7天,然后常氧至P14;温度22°C,湿度50-60%;母鼠每48小时轮换。
阅读提示:Methods: Animal model of BPD
TN-C敲除实验
TN-C敲除小鼠(C57BL/6J背景)暴露于85%氧气P1-P7,然后常氧至P14;对照组为野生型。
阅读提示:Methods: Animal model of BPD; Figure 6
抗体处理
P2、P4、P6、P8、P10腹腔注射TN-C中和抗体或同型大鼠IgG,1 μg/g体重,溶于10 μl PBS。
阅读提示:Methods: Animal model of BPD
细胞高氧暴露
MLE-12和BEAS-2B细胞暴露于85%氧气24小时;对照组为21%氧气。
阅读提示:Methods: Cell culture and treatments
sTN-C处理
使用293T细胞过表达TN-C获得含sTN-C上清;低剂量2 ng/mL,高剂量8 ng/mL;处理时间24小时。
阅读提示:Methods: Cell proliferation and viability assay; Figure 4 and 7