ANGPTL2敲低通过减少LILRB2介导的TREM2抑制诱导自噬以缓解肺泡巨噬细胞焦亡

ANGPTL2 knockdown induces autophagy to relieve alveolar macrophage pyroptosis by reducing LILRB2-mediated inhibition of TREM2.

作者信息Fan Yang, Muhu Chen, Ying Liu, Yingchun Hu, Yangxi Chen, Youwei Yu, Lu Deng
PMID38758159
发布时间2024-05
DOI10.1111/jcmm.18280

实验完整度

研究中包含体内小鼠模型(ANGPTL2基因敲除)和体外MH-S细胞模型,并进行了功能验证(肺损伤指标、焦亡、自噬)和机制验证(LILRB2/TREM2通路、回复实验)。

主要模型

C57BL/6小鼠(LPS诱导的ALI模型) ANGPTL2基因敲除(KO)小鼠 小鼠肺泡巨噬细胞MH-S细胞系

重点核对

LPS诱导小鼠肺损伤模型:C57BL/6小鼠气管内滴注5 mg/kg LPS,对照组给予PBS,每组8只,6小时后检测 MH-S细胞体外模型:10 μg/mL LPS处理4小时诱导损伤 ANGPTL2敲除(CRISPR-Cas9)和siRNA敲低 LILRB2过表达(pcDNA载体)和TREM2敲低(si TREM2) 雷帕霉素(3 μM,12小时)激活自噬

摘要

急性肺损伤(ALI)以强烈的炎症反应为特征。血管生成素样蛋白2(ANGPTL2)是一种促炎蛋白,与多种疾病相关。然而,ANGPTL2在ALI中的作用仍有待进一步探索。用脂多糖(LPS)处理小鼠和MH-S细胞以在体内和体外诱发肺损伤。通过苏木精-伊红染色、湿/干重比测定、细胞计数、末端脱氧核苷酸转移酶dUTP缺口末端标记、逆转录定量聚合酶链反应、免疫荧光、酶联免疫吸附试验、自噬流检测和蛋白质印迹实验研究了ANGPTL2的作用和机制。ANGPTL2水平在肺损伤中上调。敲除ANGPTL2减轻了LPS诱导的病理症状,降低了肺湿/干重比、支气管肺泡灌洗液(BALF)中总细胞和中性粒细胞数量、凋亡率和促炎介质的释放,并调节了小鼠肺泡巨噬细胞的极化。敲低ANGPTL2下调了焦亡指标水平,并升高了LPS诱导的MH-S细胞中的自噬水平。此外,ANGPTL2的下调逆转了LPS诱导的白细胞免疫球蛋白(Ig)样受体B2(LILRB2)和髓样细胞上表达的触发受体2(TREM2)的表达,而这种逆转被LILRB2的过表达所逆转。重要的是,敲低TREM2逆转了转染si ANGPTL2的LPS诱导的MH-S细胞中自噬和焦亡相关蛋白水平以及促炎因子含量,这些效应进一步被雷帕霉素处理反转。因此,ANGPTL2沉默通过减少LILRB2介导的TREM2抑制来增强自噬,从而减轻肺泡巨噬细胞焦亡。

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
ANGPTL2在急性肺损伤中的作用及其分子机制是什么?
核心机制
ANGPTL2敲低通过减少LILRB2介导的TREM2抑制,增强自噬,从而缓解肺泡巨噬细胞焦亡。
主要证据
在LPS诱导的小鼠和MH-S细胞模型中,ANGPTL2敲除/敲低减轻了肺损伤、降低了焦亡标志物(NLRP3、caspase-1、Gasdermin D)和促炎因子水平,并增加了自噬标志物(LC3II/LC3I、自噬流);LILRB2过表达逆转了TREM2表达,而TREM2敲低阻断了自噬增强和焦亡抑制,雷帕霉素处理进一步恢复了这些效应。
研究意义
该研究为ALI的临床治疗提供了新的潜在靶点(ANGPTL2/LILRB2/TREM2轴)。

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

建立肺损伤模型并评估ANGPTL2表达

验证ANGPTL2在LPS诱导的肺损伤中是否上调。

对C57BL/6小鼠气管内滴注LPS(5 mg/kg)或PBS对照,6小时后处死,取肺组织检测ANGPTL2蛋白水平。

2

ANGPTL2基因敲除小鼠的表型评估

验证ANGPTL2缺失对LPS诱导的肺损伤的影响。

通过CRISPR-Cas9生成ANGPTL2 KO小鼠,分组(control, control+KO, LPS, LPS+KO),每组8只,检测体重、肺组织病理(HE染色)、湿/干重比、BALF细胞计数、TUNEL凋亡等。

3

炎症因子和巨噬细胞极化检测

评估ANGPTL2缺失对肺组织炎症反应的影响。

通过RT-qPCR和ELISA检测BALF中TNF-α、IL-6、IL-18、MCP-1水平;通过IF检测肺组织中M1(CD68)和M2(CD206)巨噬细胞标志物。

4

体外细胞模型验证ANGPTL2敲低对焦亡和自噬的影响

在细胞水平研究ANGPTL2对LPS诱导的焦亡和自噬的调控作用。

MH-S细胞用LPS(10 μg/mL,4小时)处理,并转染si ANGPTL2,检测焦亡标志物(NLRP3、caspase-1、Gasdermin D)、自噬标志物(LC3II/LC3I、细胞色素c)及自噬流(mRFP-GFP-LC3)。

5

验证ANGPTL2/LILRB2/TREM2轴

探究ANGPTL2敲低是否通过LILRB2影响TREM2表达。

在LPS诱导的MH-S细胞中,转染si ANGPTL2和/或LILRB2过表达质粒,检测TREM2、LILRB2和ANGPTL2蛋白水平。

6

验证TREM2介导的自噬在焦亡中的作用

验证TREM2介导的自噬是否对抑制焦亡至关重要。

在LPS诱导的MH-S细胞中,共转染si ANGPTL2和si TREM2,检测自噬和焦亡标志物;并使用雷帕霉素(3 μM,12小时)处理逆转TREM2敲低效应。

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
异氟烷RWDR510-22
脂多糖(LPS)Sigma-AldrichL4391
磷酸盐缓冲液(PBS)SolarbioP1020
啮齿动物呼吸机Harvard ApparatusVentElite
中性树脂SolarbioG8590
数码三目摄像显微镜OlympusCX23
瑞氏-吉姆萨染色SolarbioG1020
蛋白酶KSolarbioP9460
TUNEL反应混合物BeyotimeC1090
链霉亲和素-辣根过氧化物酶BeyotimeA0305
DAB显色液BeyotimeP0202
抗淬灭封片剂(含DAPI)SolarbioS2110
荧光显微镜OlympusIX71
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific15596026
Bio-Rad ScripTM cDNA合成试剂盒Bio-Rad Laboratories, Inc.1708890
2× SYBR Master mixTakaraRR820A
OCT包埋剂Sakura4583
牛血清白蛋白封闭液SolarbioSW3015
Triton X-100SolarbioT8200
Alexa Fluor® 488标记大鼠单克隆抗体[FA-11]抗CD68Abcamab201844
兔多克隆抗甘露糖受体(CD206)Abcamab64693
山羊抗兔IgG H&L(Alexa Fluor® 647)Abcamab150079
MH-S细胞专用培养基ProcellCM-0597
ANGPTL2小干扰RNAGenePharma--
TREM2小干扰RNAGenePharma--
阴性对照小干扰RNAGenePharma--
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000075
雷帕霉素SolarbioIR0010
小鼠IL-1β ELISA试剂盒BeyotimePI301
小鼠TNF-α ELISA试剂盒BeyotimePT512
小鼠IL-6 ELISA试剂盒BeyotimePI326
小鼠IL-18 ELISA试剂盒BeyotimePI553
小鼠CCL2/JE/MCP-1 ELISA试剂盒BeyotimePC125
酶标仪Thermo Fisher Scientific--
EZ Slide 8孔腔室玻片MerkPEZGS0816
mRFP-GFP-LC3腺病毒Hanbio Technology--
RIPA裂解液SolarbioR0010
BCA蛋白测定试剂盒SolarbioPC0020
PVDF膜EMD MilliporeIPVH00010
BeyoECL Plus化学发光试剂盒BeyotimeP0018S
兔多克隆抗ANGPTL2抗体Abcamab199133
兔单克隆抗NLRP3抗体Abcamab263899
兔单克隆抗caspase-1抗体Cell Signalling Technology, Inc.3866
兔单克隆抗cleaved Gasdermin D抗体Cell Signalling Technology10137
兔多克隆抗细胞色素c抗体Abcamab90529
兔多克隆抗LC3I/II抗体Cell Signalling Technology4108
兔多克隆抗LILRB2抗体Thermo Fisher ScientificPA5-116507
兔单克隆抗TREM2抗体Abcamab305103
兔单克隆抗GAPDH抗体Abcamab181602
山羊抗兔IgG H&L(HRP)Abcamab6721

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
动物实验
小鼠品系:C57BL/6;年龄:8周龄;体重:20±2 g;LPS剂量:5 mg/kg气管内滴注;对照组给予等体积PBS;每组8只;处理时间:6小时
阅读提示:见材料与方法2.1、2.2
ANGPTL2敲除小鼠的构建
CRISPR-Cas9技术敲除ANGPTL2 exon1;选用重组Cas9和guide RNA;后代需经基因型和序列鉴定
阅读提示:见材料与方法2.1
细胞培养和处理
MH-S细胞;使用MH-S专用培养基;LPS浓度10 μg/mL处理4小时;siRNA转染浓度未明确说明;转染后48小时收获细胞
阅读提示:见材料与方法2.9、图3图例
自噬激活
雷帕霉素浓度:3 μM;处理时间:12小时
阅读提示:见材料与方法2.9、图6图例
蛋白检测
Western blot使用RIPA裂解液提取总蛋白,BCA定量;蛋白上样量20 μg;一抗孵育条件:4°C过夜;二抗室温1小时;内参GAPDH
阅读提示:见材料与方法2.12