巨噬细胞特异性FGFR1缺失通过抑制MAPKs/TNF通路减轻高脂饮食诱导的肝脏炎症

Macrophage-specific FGFR1 deletion alleviates high-fat-diet-induced liver inflammation by inhibiting the MAPKs/TNF pathways.

作者信息Yan-Ni Zhao, Zhou-di Liu, Tao Yan, Ting-Xin Xu, Tian-Yang Jin, Yong-Sheng Jiang, Wei Zuo, Kwang Youl Lee, Li-Jiang Huang, Yi Wang
PMID38279043
发布时间2024-05
DOI10.1038/s41401-024-01226-7

实验完整度

研究包含体内动物模型(FGFR1-CKO小鼠、药理学抑制)和体外细胞实验(MPMs、原代肝细胞、LX-2),并进行RNA-seq、Western blot、ELISA等多层次验证,且包含机制验证(MAPKs/TNF通路)。

主要模型

FGFR1-CKO小鼠及FGFR1f/f小鼠(高脂饮食诱导NAFLD模型) 原代小鼠腹腔巨噬细胞(MPMs) 原代小鼠肝细胞 人肝星状细胞系LX-2

重点核对

FGFR1-CKO小鼠的构建(FGFR1f/f与Lyz2-Cre杂交) 高脂饮食喂养时间(24周)及饲料成分(60% kcal脂肪) AZD4547给药剂量(5或10 mg/kg,隔天灌胃)及时间(第16至24周) 棕榈酸(PA)处理浓度(200 μM)及时间(5-120分钟) 统计分析(Student's t-test或单因素方差分析)

摘要

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是一种常见的代谢性疾病,与肥胖诱导的慢性炎症密切相关。巨噬细胞活化和巨噬细胞介导的炎症在NAFLD的发生和发展中起关键作用。此外,成纤维细胞生长因子受体1(FGFR1)已被证明与巨噬细胞活化密切相关。本研究探讨了FGFR1在NAFLD发病机制中的作用,并表明高脂饮食(HFD)增加了小鼠肝脏中p-FGFR1的水平,这与巨噬细胞浸润增加有关。此外,巨噬细胞特异性FGFR1敲除或给予FGFR1抑制剂显著保护肝脏免受HFD诱导的脂质积累、纤维化和炎症反应。机制研究表明,巨噬细胞特异性FGFR1敲除通过抑制MAPKs和TNF信号通路的激活以及减少肝细胞中的脂肪沉积,从而抑制肝星状细胞的活化,减轻了HFD诱导的肝脏炎症。总之,本研究结果显示,FGFR1可通过抑制巨噬细胞中MAPKs/TNF介导的炎症反应来保护HFD喂养小鼠的肝脏。因此,FGFR1可作为预防NAFLD发生和发展的靶点。

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
巨噬细胞中的FGFR1是否参与NAFLD的发病机制及其潜在分子机制。
核心机制
高脂饮食诱导巨噬细胞中FGFR1磷酸化,激活MAPKs(ERK、JNK)和TNF信号通路,促进炎症因子和TGF-β的产生,导致肝细胞脂质沉积和肝星状细胞活化,从而加剧肝脏炎症和纤维化。
主要证据
巨噬细胞特异性敲除FGFR1或FGFR1抑制剂AZD4547显著减轻HFD诱导的小鼠肝脏脂质积累、炎症和纤维化,并降低血清ALT/AST水平和促炎因子(TNF-α、IL-6)表达;体外实验显示FGFR1缺陷抑制PA诱导的巨噬细胞炎症反应和肝细胞脂质堆积。
研究意义
靶向FGFR1可能成为治疗NAFLD的潜在临床策略。

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

建立NAFLD小鼠模型及确认FGFR1磷酸化

验证HFD诱导的NAFLD模型中FGFR1磷酸化水平及细胞定位。

FGFR1f/f和FGFR1-CKO小鼠分别给予LFD或HFD 24周,通过IHC、免疫荧光和Western blot检测肝脏p-FGFR1表达及与细胞标志物共定位。

2

评估FGFR1敲除对肝脏病理的影响

确定巨噬细胞特异性FGFR1敲除对HFD诱导的肝脏脂质积累、纤维化和肝功能的影响。

通过H&E、油红O、天狼星红、Masson染色评估肝组织学变化,检测血清脂质、ALT/AST水平及纤维化标志物表达。

3

转录组分析及通路验证

揭示FGFR1敲除影响的下游信号通路。

对FGFR1f/f-HFD、FGFR1f/f-LFD和FGFR1-CKO-HFD小鼠肝脏进行RNA-seq,进行KEGG富集分析,并通过Western blot验证MAPKs和NF-κB通路蛋白变化。

4

体外验证巨噬细胞炎症反应

验证FGFR1缺失对PA诱导的巨噬细胞炎症的影响。

分离FGFR1f/f和FGFR1-CKO小鼠MPMs,PA刺激后检测炎症因子表达和MAPKs/TNF通路激活。

5

构建条件培养基实验评估对肝细胞的影响

探讨巨噬细胞释放的因子对肝细胞脂质沉积和炎症的影响。

用PA刺激的MPMs条件培养基处理原代小鼠肝细胞,检测脂质积累、脂质代谢基因及炎症因子表达。

6

评估巨噬细胞对肝星状细胞活化的影响

验证巨噬细胞分泌的TGF-β是否通过FGFR1促进肝星状细胞活化。

MPMs条件培养基处理LX-2细胞,检测细胞增殖及α-SMA、COL-1、TGF-β表达。

7

评估FGFR1抑制剂的干预效果

验证药理学抑制FGFR1是否能减轻HFD诱导的肝脏损伤。

HFD喂养小鼠从第16周开始用AZD4547(5或10 mg/kg)隔天灌胃至24周,检测肝脏病理、血清指标和通路变化。

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
F4/80Santa Cruz Biotechnologysc-377009
HNF-4αSanta Cruz Biotechnologysc-374229
α-平滑肌肌动蛋白Abcamab5694
磷酸化FGFR1Abcam59194
FGFR1Cell Signaling Technology9740
IκBαCell Signaling Technology4812
磷酸化NF-κB p65Cell Signaling Technology3033
NF-κB p65Cell Signaling Technology8242
I型胶原Proteintech14695-1-AP
TGF-βProteintech21898-1-AP
CoraLite488标记山羊抗兔IgG(H+L)ProteintechSA00013-2
CoraLite594标记山羊抗小鼠IgG(H+L)ProteintechSA00013-3
GAPDHHangzhou Goodhere BiotechnologyAB-P-R001
DyLight 488标记山羊抗小鼠IgGAbbkineA23210
DyLight 549标记山羊抗兔IgGAbbkineA23420
AZD4547Shanghai Kai Yu Pharmatech Technology Co., Ltd.--
Pierce ECL Western blot底物Thermo Fisher--
总胆固醇检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA111-1-1
甘油三酯检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA110-1-1
低密度脂蛋白胆固醇检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA113-1-1
谷丙转氨酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteC009-2-1
谷草转氨酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteC010-2-1
小鼠TNF-α ELISA试剂盒Invitrogen88-7324-76
小鼠IL-6 ELISA试剂盒Invitrogen88-7064-76
TGF-β ELISA试剂盒Multi Sciences70-EK981-96
Masson三色染色试剂盒Solarbio Life Sciences1340
天狼星红Solarbio Life SciencesS8060
油红O染色液Solarbio Life SciencesG1261
棕榈酸钠(PA)SigmaP9767-5G
牛血清白蛋白(BSA)SigmaA1933
RPMI-1640培养基----
青霉素-链霉素Invitrogen1514-0122
胎牛血清(FBS)Gibco10099141C
DMEM培养基----
TRIzol试剂Thermo Fisher15596018
RIPA裂解液Beyotime Biological TechnologyP0013B
Halt蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物Thermo Fisher--
PrimeScript逆转录试剂Takara BioscienceRR047A
TB Green Premix Ex Taq IITakaraRR820A
CFX96 Touch实时荧光定量PCR检测系统Bio-Rad--
MTT试剂SolarbioM8180-250MG
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher23225
核蛋白提取试剂盒Beyotime Biological TechnologyP0028
低脂饲料MediScience Diets Co., Ltd.MD12031
高脂饲料MediScience Diets Co., Ltd.MD12033

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(C57BL/6、FGFR1f/f、FGFR1-CKO)、性别(雄性)、周龄(8周)、分组(n=6/组)、HFD/LFD饮食配方及喂养周期(24周)
阅读提示:Materials and methods - Animals, Development of NAFLD mouse model
药物干预
AZD4547剂量(5或10 mg/kg)、给药方式(灌胃)、给药频率(隔天一次)、给药周期(第16至24周)、赋形剂(1% CMC-Na)
阅读提示:Materials and methods - Development of NAFLD mouse model
细胞实验
MPMs分离方法、培养条件(RPMI-1640、10% FBS、双抗)、PA浓度(200 μM)、处理时间(5-120 min);原代肝细胞分离方法;LX-2培养条件(DMEM、20% FBS)
阅读提示:Materials and methods - Cell culture, 图4图5图6图注
条件培养基实验
MPMs处理PA 24h后收集CM、CM与新鲜培养基的比例(1:1)、肝细胞和LX-2细胞的处理时间(24h)
阅读提示:图5a、图6b及图注
信号通路检测
Western blot检测的蛋白(p-JNK、JNK、p-ERK、ERK、p-P65、P65、IκB-α)、抗体来源和货号、内参(GAPDH)
阅读提示:Materials and methods - Western blot, 图3h、图3i、图4d、图5d
统计方法
数据展示(mean±SEM)、两组比较(Student's t-test)、多组比较(one-way ANOVA followed by Dunnett's post-hoc test)、显著性水平(P<0.05)
阅读提示:Materials and methods - Statistical analysis