Nedd4L在甲型流感病毒和脂多糖刺激诱导的巨噬细胞促炎极化中的作用

Role of Nedd4L in Macrophage Pro-Inflammatory Polarization Induced by Influenza A Virus and Lipopolysaccharide Stimulation.

作者信息Meihong Peng, Cheng Zhao, Fangguo Lu, Xianggang Zhang, Xiaoqi Wang, Li He, Bei Chen
PMID39065060
发布时间2024-06-25
DOI10.3390/microorganisms12071291

实验完整度

研究包含体内动物模型(Balb/c小鼠)和体外细胞模型(RAW264.7),并进行了功能验证(siRNA敲低Nedd4L)和机制验证(炎症因子表达及M1/M2极化),证据层级独立。

主要模型

Balb/c小鼠(IAV/LPS共感染模型) RAW264.7巨噬细胞系

重点核对

小鼠分组:NC、IAV、LPS、IAV+LPS,每组8只,在LPS干预后6小时和24小时进行检测 IAV感染剂量:50 LD50,每只鼻内接种50 μL LPS剂量:小鼠1 mg/kg(鼻内),细胞1 μg/mL Nedd4L siRNA敲低处理12小时 检测指标:肺功能、肺指数、湿/干重比、血清及细胞上清细胞因子水平、组织及细胞中细胞因子mRNA表达、Nedd4L表达

摘要

甲型流感病毒(IAV)感染常导致流感相关死亡,并常因后续细菌感染(尤其是革兰氏阴性菌共感染)而加剧。脂多糖(LPS)是革兰氏阴性菌的主要毒力因子,在流感-细菌共感染中发挥关键作用。然而,病毒-细菌共感染协同效应的确切致病机制仍不清楚,对疾病管理构成重大挑战。在本研究中,我们给小鼠联合施用IAV和LPS,并检测了相关参数,包括肺功能、肺指数、湿/干重比、血清炎症细胞因子、肺组织中的Nedd4L表达以及炎症细胞因子的mRNA水平。IAV和LPS共感染加剧了肺组织炎症,并增强了肺组织中M1巨噬细胞的表达。此外,我们在体外用IAV和LPS刺激巨噬细胞,评估了细胞上清液中的炎症细胞因子含量和细胞内的细胞因子mRNA表达。这种联合刺激增强了巨噬细胞的炎症反应,并上调了Nedd4L蛋白和mRNA的表达。随后,我们使用siRNA敲低巨噬细胞中的Nedd4L,发现抑制Nedd4L表达可减轻IAV和LPS同时刺激引发的炎症反应。总之,这些结果强调了Nedd4L在介导IAV和LPS共感染中观察到的加剧炎症反应中的关键作用。

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
IAV和LPS共刺激如何通过Nedd4L影响巨噬细胞炎症反应和肺损伤?
核心机制
IAV+LPS刺激上调Nedd4L表达,促进巨噬细胞向M1表型极化,增加促炎因子(IL-6、TNF-α、iNOS、IL-1β)分泌,抑制抗炎因子(IL-10、TGF-β)分泌,从而加剧炎症反应和肺损伤。
主要证据
小鼠模型显示IAV+LPS组肺功能下降、组织损伤加重、M1巨噬细胞标志物CD86升高、M2标志物CD206下降;RAW264.7细胞实验显示IAV+LPS增加Nedd4L表达并改变炎症因子表达;siRNA敲低Nedd4L后,促炎因子表达下调,TGF-β表达上调。
研究意义
揭示Nedd4L在IAV与LPS共感染加剧炎症反应中的关键作用,为流感后继发细菌性肺炎的防治提供理论基础。

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

建立小鼠IAV+LPS共感染模型

评估IAV与LPS共刺激对小鼠肺功能和肺组织损伤的影响

Balb/c小鼠随机分为NC、IAV、LPS和IAV+LPS组,IAV组和IAV+LPS组鼻内接种50 μL 50LD50流感病毒,24小时后LPS组和IAV+LPS组鼻内给予LPS(1 mg/kg),在LPS干预后6小时和24小时进行肺功能检测和样本采集。

2

检测小鼠肺组织病理和肺水肿指标

评估IAV+LPS共刺激对肺组织损伤和水肿的影响

通过H&E染色观察肺组织病理变化,计算肺指数和湿/干重比。

3

检测小鼠血清和肺组织中炎症细胞因子水平

评估IAV+LPS共刺激对全身和局部炎症反应的影响

使用ELISA试剂盒检测血清中IL-6、TNF-α、IL-10、TGF-β水平,使用RT-qPCR检测肺组织中TNF-α、iNOS、IL-10、TGF-β的mRNA表达。

4

分析肺组织中巨噬细胞表型

确定IAV+LPS共刺激对巨噬细胞M1/M2极化的影响

通过免疫荧光染色检测肺组织中CD86(M1标志物)和CD206(M2标志物)的表达。

5

建立RAW264.7细胞IAV+LPS刺激模型

在体外验证IAV+LPS对巨噬细胞炎症反应和Nedd4L表达的影响

RAW264.7细胞分为NC、IAV、LPS和IAV+LPS组,IAV组和IAV+LPS组加入100倍稀释的病毒,孵育4小时后更换维持液,24小时后LPS组和IAV+LPS组加入LPS(1 μg/mL),在LPS干预后3小时和24小时收集细胞和上清。

6

检测细胞炎症因子分泌和mRNA表达

评估IAV+LPS对巨噬细胞炎症因子分泌和表达的影响

使用ELISA检测细胞上清液中IL-6、TNF-α、IL-10、TGF-β水平,使用RT-qPCR检测细胞内iNOS、TNF-α、IL-1β、TGF-β的mRNA表达。

7

检测Nedd4L表达

评估IAV+LPS共刺激对巨噬细胞和肺组织中Nedd4L表达的影响

通过Western blot检测RAW264.7细胞中Nedd4L蛋白表达,RT-qPCR检测细胞和肺组织中Nedd4L mRNA表达,免疫组化检测肺组织中Nedd4L蛋白表达。

8

敲低Nedd4L验证其功能

验证Nedd4L在IAV+LPS诱导的巨噬细胞炎症反应中的调节作用

使用siRNA敲低RAW264.7细胞中Nedd4L表达,然后用IAV+LPS刺激,检测炎症因子mRNA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。

验证样本或模型特征
验证免疫效应
验证机制链路
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
脂多糖 (L8880)SolarbioL8880
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Procell Life Science & Technology Co., Ltd.--
脂多糖 (L4391)Sigma Chemical Co.L4391
小干扰RNAHANBio--
RNAfit转染试剂HANBio--
小动物肺功能仪Harvard Bioscience Inc.DSI
IL-6 ELISA试剂盒Shanghai Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd.--
TNF-α ELISA试剂盒Shanghai Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd.--
TGF-β ELISA试剂盒Shanghai Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd.--
IL-10 ELISA试剂盒Shanghai Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd.--
CD86抗体abcamab119857
CD206抗体abcamab64693
总RNA提取试剂盒TiangenDP149
NovoStart® cDNA合成预混液NovoStartE047-01B
NovoStart® SYBR qPCR预混液NovoStartE099-01A
Nedd4L抗体Proteintech13690-1-AP
Bio-Rad Mini-Protean电泳仪Bio-RadMini-Protean

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
动物模型建立
小鼠品系、年龄、体重;分组和样本量;IAV滴度(50LD50);LPS剂量(1 mg/kg)和给药途径(鼻内);给药时间顺序(IAV后24小时给LPS);检测时间点(LPS后6h/24h)
阅读提示:Materials and Methods 2.2
细胞培养与刺激
细胞系来源;培养基和血清浓度;IAV稀释度(100倍)和孵育时间(4小时);LPS浓度(1 μg/mL);检测时间点(LPS后3h/24h)
阅读提示:Materials and Methods 2.3, 2.4
siRNA敲低
siRNA序列和浓度;转染试剂(RNAfit)和转染时间(12小时);敲低效率验证;后续刺激条件
阅读提示:Materials and Methods 2.3, 结果3.7
炎症因子检测
ELISA试剂盒类型和检测指标;RT-qPCR引物序列;内参基因;样本量(n)
阅读提示:Materials and Methods 2.8, 2.11, 结果3.3, 3.5
巨噬细胞表型分析
CD86和CD206抗体信息和稀释度;免疫荧光染色步骤;阳性细胞计数方法
阅读提示:Materials and Methods 2.10, 结果3.4