乳酸脱氢酶A介导的乳酸生成促进肺动脉高压中的肺血管重塑

Lactate dehydrogenase A (LDHA)-mediated lactate generation promotes pulmonary vascular remodeling in pulmonary hypertension.

作者信息Daiqian Wu, Shuo Wang, Fengxian Wang, Qing Zhang, Zhen Zhang, Xingbing Li
PMID39103838
发布时间2024-08-05
DOI10.1186/s12967-024-05543-7

实验完整度

体外实验、AAV9-shLDHA敲低、多种PH动物模型及Akt通路机制验证

主要模型

小鼠肺动脉平滑肌细胞(mPASMCs) 低氧诱导PH小鼠模型 Sugen/低氧PH小鼠模型 野百合碱(MCT)诱导PH大鼠模型

重点核对

AAV9-shLDHA敲低LDHA(1×10^11基因组拷贝) LDHA抑制剂GSK2837808A(6 mg/kg/day) 低氧条件(10% O2) MCT剂量(60 mg/kg) SU5416剂量(20 mg/kg)

摘要

背景 肺动脉高压(PH)中高水平的乳酸与预后和死亡率呈正相关。乳酸脱氢酶A(LDHA)是乳酸产生的关键酶。本研究旨在探讨乳酸和LDHA在PH中的作用及分子机制。 方法 使用乳酸检测试剂盒测量乳酸水平。通过Western blot和免疫荧光检测LDHA的表达和定位。通过CCK8、Western blot、EdU实验和划痕实验测定增殖和迁移。通过右心导管和右心超声评估心肺功能。 结果 在体外,我们发现乳酸以LDHA依赖性方式促进肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)的增殖和迁移。在体内,我们发现LDHA敲低减少了暴露于低氧的小鼠肺中乳酸的过度积累。此外,LDHA敲低改善了低氧诱导的血管重塑和右心室功能障碍。此外,低氧诱导的Akt信号激活在体内和体外均被LDHA敲低抑制。Akt的过表达逆转了LDHA敲低对低氧下PASMCs增殖的抑制作用。最后,LDHA抑制剂减轻了Sugen/低氧小鼠PH模型、野百合碱(MCT)诱导的大鼠PH模型和慢性低氧诱导的小鼠PH模型中的血管重塑和右心室功能障碍。 结论 因此,LDHA介导的乳酸产生通过激活Akt信号通路促进PH中的肺血管重塑,提示LDHA在调节PH中的代谢重编程和血管重塑中的潜在作用。 补充信息 在线版本包含补充材料,可在10.1186/s12967-024-05543-7获取。

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
乳酸和LDHA在肺动脉高压(PH)发展中的作用及其分子机制是什么?
核心机制
LDHA介导的乳酸产生通过激活Akt信号通路促进PASMCs的增殖和迁移,导致肺血管重塑和右心室功能障碍。
主要证据
体外实验显示乳酸促进PASMCs增殖和迁移,LDHA敲低抑制低氧诱导的增殖和迁移;体内实验显示LDHA敲低降低乳酸水平、减轻血管重塑和右心室功能障碍,并抑制Akt激活;LDHA抑制剂在三种PH模型中均显示出治疗效果。
研究意义
LDHA可能是PH治疗的新靶点,提供了治疗PH的潜在新方法。

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PH模型中的乳酸水平和LDHA表达

评估低氧诱导的PH模型中乳酸和LDHA的变化情况。

通过乳酸检测试剂盒测量血浆和肺组织中乳酸含量,通过Western blot和免疫荧光检测LDHA表达和定位。

2

体外研究乳酸对PASMCs的影响

检测乳酸对PASMCs增殖和迁移的影响。

使用CCK8、EdU实验和划痕实验检测不同浓度乳酸(0-20 mM)处理后的增殖和迁移能力。

3

LDHA敲低对PASMCs功能的影响

探讨LDHA敲低对低氧诱导的PASMCs增殖和迁移的影响。

使用LDHA siRNA转染mPASMCs,在低氧(2% O2)条件下培养,检测增殖和迁移。

4

体内LDHA敲低对PH进展的影响

评估LDHA敲低对低氧诱导的PH小鼠肺血管重塑和心功能的影响。

通过尾静脉注射AAV9-shLDHA或AAV9-NC,暴露于低氧或常氧4周,检测RVSP、Fulton指数、超声心动图参数及组织学变化。

5

机制验证:Akt信号通路

验证LDHA敲低对Akt信号通路的影响以及Akt过表达是否逆转LDHA敲低效应。

通过Western blot检测p-Akt水平,使用Akt过表达质粒转染细胞,观察对LDHA敲低效应的逆转。

6

药理学验证:LDHA抑制剂的治疗作用

评估LDHA抑制剂对多种PH动物模型的治疗效果。

使用GSK2837808A治疗低氧、SuHx和MCT诱导的PH模型,检测RVSP、Fulton指数、超声参数及组织学变化。

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
AAV9-shLDHAShanghai Genechem Co., Ltd1×10^11 genome copies
AAV9-NCShanghai Genechem Co., Ltd--
GSK2837808AMedChemExpressHY-N0643
SU5416MedChemExpressHY-10374
野百合碱MedChemExpressHY-N0750
小鼠肺动脉平滑肌细胞Procell Life Science&Technology Co.,LtdCP-M002
细胞培养基 (CM-M002)Procell Life Science&Technology Co.,LtdCM-M002
乳酸Sigma-Aldrich--
LDHA siRNASanta Cruzsc-43893
Lipofectamine 3000Invitrogen#L3000008
Opti-MEMThermo Fisher Scientific#31985070
CCK8溶液BeyotimeC0037
Click-iT™ EdU细胞增殖试剂盒BeyotimeC0071S
乳酸检测试剂盒abcamab65330
10 kD离心柱abcamab93349
去蛋白样品制备试剂盒abcamab204708
RIPA裂解液Solarbio--
PMSFSolarbio--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
硝酸纤维素膜Millipore Sigma--
封闭液BeyotimeP0260
α-SMA抗体abcamab21027
LDHA抗体Cell Signaling Technology3582
Ki67抗体Cell Signaling Technology34330
二抗ProteintechSA00009-2
二抗ProteintechSA00003-1
β-actin抗体Santa CruzSC-130657
Akt抗体Proteintech60203-2-Ig
pAkt抗体Proteintech80455-1-RR
PCNA抗体Cell Signaling Technology13110
Cyclin D1抗体Santa Cruzsc-8396
伊红Y溶液SolarbioG1120
胶原纤维和弹性纤维染色试剂盒SolarbioG1597

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、体重、低氧暴露浓度和时间(10% O2,4周)、样本量(n=6)
阅读提示:见Methods 'Animal models'
LDHA敲低
AAV9-shLDHA剂量(1×10^11基因组拷贝)、给药途径(尾静脉)、给药时间(低氧前7天)
阅读提示:见Methods 'Animal models'
细胞处理
mPASMCs来源、培养条件、乳酸浓度梯度(0-20 mM)、处理时间(24小时)、LDHA siRNA浓度(100 nM)
阅读提示:见Methods 'Cell culture and treatment'
药物干预
LDHA抑制剂GSK2837808A剂量(6 mg/kg/day)、给药时间、给药方式
阅读提示:见Methods 'Animal models'
机制验证
Akt过表达质粒转染量(2500 ng)、转染试剂(Lipofectamine 3000)、低氧浓度(2% O2)
阅读提示:见Methods 'Cell culture and treatment'