消退素D1通过AKT/mTOR通路抑制自噬介导的肝星状细胞活化,减轻CCl4诱导的肝纤维化

Resolvin D1 attenuates CCl4 Induced Liver Fibrosis by Inhibiting Autophagy-Mediated HSC activation via AKT/mTOR Pathway.

作者信息Jiahuan Li, Xiaoling Deng, Shuhan Wang, Qianqian Jiang, Keshu Xu
PMID34987404
发布时间2021-12-12
DOI10.3389/fphar.2021.792414

实验完整度

该研究包含体内小鼠模型(CCl4诱导肝纤维化)和体外细胞模型(LPS激活LX-2细胞),并通过Western blot、qRT-PCR、免疫荧光、抑制剂干预等方法进行了功能验证和机制验证。

主要模型

CCl4诱导的肝纤维化小鼠模型(C57BL/6小鼠) LX-2人肝星状细胞系

重点核对

CCl4剂量:5 ml/kg(20% CCl4溶于橄榄油,1:4 v/v),腹腔注射,每周两次,持续6周 RvD1剂量:100 ng或300 ng/只,每日腹腔注射,最后2周 LX-2细胞:100 ng/ml LPS诱导活化,RvD1浓度2.5-10 nM 抑制剂:AZD5363(AKT抑制剂)10 μM,AZD8055(mTOR抑制剂)500 nM 检测指标:血清ALT/AST、H&E染色、Masson染色、Metavir评分、α-SMA、胶原I等

摘要

消退素D1(RvD1)此前被报道可缓解多种肝脏疾病中的炎症和肝损伤,但其在肝纤维化中的潜在作用仍不清楚。本研究旨在探讨RvD1在肝纤维化中对肝脏自噬的作用及其潜在机制。在体内实验中,雄性C57BL/6小鼠腹腔注射20%四氯化碳(CCl4,5 ml/kg),每周两次,持续6周,建立肝纤维化模型。在建模最后2周每日给予RvD1(100 ng或300 ng/只)。在体外实验中,脂多糖(LPS)激活的LX-2细胞与递增浓度(2.5–10 nM)的RvD1共处理。通过检测血清AST和ALT含量及H&E染色评估肝损伤程度。通过Masson三色染色和Metavir评分评估肝纤维化。应用qRT-PCR、western blot、免疫组织化学和免疫荧光检测肝组织或LPS激活的LX-2细胞,探讨RvD1在肝纤维化中的保护作用。我们的研究结果表明,RvD1通过降低血浆AST和ALT水平、减少胶原I和α-SMA积累以及小鼠肝脏中其他促纤维化基因(CTGF、TIMP-1和Vimentin)的表达、恢复受损的组织学结构并改善肝纤维化评分,显著减轻了CCl4诱导的肝损伤和纤维化。在体外,RvD1也抑制了LPS诱导的LX-2细胞活化和增殖。这些显著改善主要归因于RvD1在肝星状细胞(HSC)活化过程中对自噬的抑制作用,表现为LC3-II/I比值降低和p62升高。此外,使用AZD5363(一种激活自噬的AKT抑制剂)和AZD8055(一种mTOR抑制剂,另一种自噬激活剂),我们进一步验证了RvD1部分通过AKT/mTOR通路抑制自噬介导的HSC活化并减轻CCl4诱导的肝纤维化。总之,这些结果表明RvD1治疗有望成为抗肝纤维化的新型治疗策略。

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
RvD1对肝纤维化是否具有保护作用及其潜在机制?
核心机制
RvD1通过激活AKT/mTOR信号通路抑制HSC自噬,从而抑制HSC活化和ECM沉积,减轻肝纤维化。
主要证据
在CCl4诱导的小鼠肝纤维化模型和LPS激活的LX-2细胞中,RvD1降低LC3-II/I比值、升高p62,减少α-SMA和胶原I表达,改善肝组织学;AKT/mTOR抑制剂可逆转这些效应。
研究意义
该研究提示RvD1可能成为治疗肝纤维化及其他慢性纤维化疾病的新型治疗策略。

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

建立肝纤维化动物模型及RvD1干预

评估RvD1对CCl4诱导肝纤维化小鼠模型的保护作用

雄性C57BL/6小鼠腹腔注射CCl4(5 ml/kg,每周两次)6周建立模型,最后2周每日腹腔注射RvD1(100或300 ng/只)。

2

检测肝损伤和纤维化指标

评估RvD1对肝损伤和纤维化的改善作用

检测血清ALT/AST水平,进行H&E和Masson染色,计算Metavir评分。

3

检测HSC活化和ECM相关分子表达

评估RvD1对HSC活化及ECM形成的影响

通过Western blot和免疫组化检测α-SMA和胶原I蛋白表达,qRT-PCR检测CTGF、TIMP-1、Vimentin、α-SMA和胶原I mRNA。

4

体外细胞模型建立及RvD1处理

验证RvD1对LX-2细胞增殖、活化和ECM产生的影响

LX-2细胞用LPS(100 ng/ml)激活,并用不同浓度RvD1(1.25-10 nM)处理,检测增殖(CCK-8)、蛋白和mRNA表达。

5

评估体内外自噬水平

阐明RvD1对HSC自噬的调节作用

通过Western blot检测LC3-II/I比值、p62和Beclin1蛋白水平,qRT-PCR检测自噬相关基因(ULK1、ATG5、Beclin1、ATG7、ATG9A),免疫荧光检测LC3和p62,GFP-mRFP-LC3追踪自噬流。

6

验证AKT/mTOR通路机制

验证RvD1是否通过AKT/mTOR通路抑制自噬

Western blot检测p-AKT、AKT、p-mTOR、mTOR;使用AKT抑制剂AZD5363(10 μM)和mTOR抑制剂AZD8055(500 nM)预处理,检测自噬和纤维化标志物。

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
评估体内效果
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
消退素D1Cayman Chemical Company872993-05-0
橄榄油Wuhan Promoter Biological CO., LTD.O8111
脂多糖Sigma-AldrichL2630
细胞计数试剂盒8Dojindo Molecular TechnologiesCK04
AZD5363Beyotime BiotechnologySF2820
AZD8055Beyotime BiotechnologySC0042
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
Lipofectamine 3000转染试剂GibcoL3000015
Opti-MEM培养基GibcoA4124801
RNAiso Plus试剂Takara9109
Prime Script RT试剂盒TakaraRR036A
TB Green荧光定量PCR试剂盒TakaraRR420A
BCA蛋白定量试剂盒ApplygenP1511-2
PVDF膜MilliporeHVLP02500
ECL化学发光试剂盒AntgeneANT044
DAPI染料BeyotimeC1002
DAB显色试剂BosterAR1022
苏木素BosterAR0005

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
C57BL/6小鼠周龄、性别、体重;CCl4剂量、注射方式、频率、持续时间;RvD1剂量、给药时间、给药方式
阅读提示:Materials and Methods - Animals and Treatments; Figure 1B
细胞模型
LX-2细胞来源;LPS浓度、处理时间;RvD1浓度范围;细胞接种密度
阅读提示:Materials and Methods - Cell Culture and Treatment; Results - LPS Induced LX-2 Activation
自噬检测
LC3-II/I比值、p62表达;自噬基因(ULK1、ATG5等)mRNA水平;GFP-mRFP-LC3转染条件
阅读提示:Results - RvD1 Alleviated Liver Fibrosis by Regulating Autophagy; Materials and Methods - Immunofluorescence
信号通路验证
AKT/mTOR磷酸化水平;AZD5363和AZD8055浓度、预处理时间
阅读提示:Results - RvD1 inhibited Autophagy by AKT/mTOR Pathway