DsbA-L通过刺激AKT1和NLRP3激活TGF-β1/SMAD3信号通路和M2巨噬细胞极化促进肺纤维化

DsbA-L activates TGF-β1/SMAD3 signaling and M2 macrophage polarization by stimulating AKT1 and NLRP3 to promote pulmonary fibrosis.

作者信息Juan Wang, Zhenkun Xia, Bei Qing, Ying Chen, Linguo Gu, Hongzuo Chen, Zhenglian Ge, Yunchang Yuan
PMID39580448
期刊Mol Med
发布时间2024-11-23
DOI10.1186/s10020-024-00983-9

实验完整度

包含临床样本、细胞模型、动物模型及功能验证和机制验证,证据层级多元。

主要模型

MLE-12小鼠肺泡II型上皮细胞 博来霉素诱导的肺纤维化小鼠模型 RAW264.7小鼠巨噬细胞 PF患者肺组织样本

重点核对

TGF-β1诱导MLE-12细胞浓度10 ng/mL、时间48小时 BLM诱导小鼠模型剂量5 mg/kg、气管内注射、第21天处死 DsbA-L敲除小鼠使用他莫昔芬50 mg/kg腹腔注射7天 AKT1激动剂SC79浓度8 μg/mL NLRP3激动剂尼日利亚霉素浓度20 μM

摘要

背景:肺纤维化(PF)是一种进行性且难以治愈的肺部疾病,对人类生命健康构成重大威胁。本研究旨在探讨PF的潜在病理机制,并为PF的治疗寻找新的途径。方法:收集临床样本以评估二硫键A氧化还原酶样蛋白(DsbA-L)对PF的影响。建立TGF-β1诱导的MLE-12细胞模型和博来霉素(BLM)诱导的小鼠模型。观察肺组织的生理形态和纤维化变化。分析细胞凋亡程度和线粒体功能。检测相关细胞因子的表达。测定CD68+/CD206+比值以指示M2巨噬细胞极化。结果:DsbA-L在PF患者和PF样模型中的表达上调。在体外,DsbA-L过表达加剧了TGF-β1诱导的细胞外基质(ECM)沉积、凋亡、炎症和线粒体损伤,而DsbA-L沉默则产生相反的效果。DsbA-L沉默抑制了TGF-β1对AKT1、NLRP3和SMAD3的激活。沉默DsbA-L的MLE-12细胞限制了RAW264.7细胞向M2表型的极化。AKT1激动剂或NLRP3激动剂逆转了DsbA-L沉默在抑制TGF-β1/SMAD3通路和M2巨噬细胞极化中的作用。在体内,DsbA-L敲除保护小鼠免受BLM引起的PF样病理损伤。结论:DsbA-L在肺上皮细胞和小鼠中表现出显著促纤维化作用,其通过增加AKT1和NLRP3的水平来激活TGF-β1/SMAD3通路和M2巨噬细胞极化。这些发现可能为理解和治疗PF提供新的线索。

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
探讨DsbA-L是否参与肺纤维化(PF)的发生发展及其潜在分子机制。
核心机制
DsbA-L通过上调AKT1和NLRP3的表达,激活TGF-β1/SMAD3信号通路并促进M2巨噬细胞极化,从而加剧肺纤维化。
主要证据
临床样本显示PF患者DsbA-L、AKT1、NLRP3表达升高;体外实验显示DsbA-L过表达加剧TGF-β1诱导的ECM沉积、凋亡和线粒体损伤,而沉默则相反;体内DsbA-L敲除减轻BLM诱导的肺纤维化。
研究意义
为肺纤维化的理解和治疗提供新的线索,DsbA-L可能成为治疗PF的潜在靶点。

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

临床样本分析

评估PF患者中DsbA-L及相关分子的表达变化

收集PF患者和非PF患者肺组织,通过HE、Masson染色观察组织病理,qRT-PCR和western blot检测DsbA-L、NLRP3、AKT1等表达。

2

体外细胞模型建立

验证DsbA-L对TGF-β1诱导的肺上皮细胞损伤的影响

使用MLE-12细胞,转染oe-DsbA-L或sh-DsbA-L,并用TGF-β1处理,检测凋亡、ECM蛋白表达、线粒体功能等。

3

间接共培养实验

探究DsbA-L对巨噬细胞M2极化的影响

将MLE-12细胞与RAW264.7细胞进行Transwell共培养,加入AKT1激动剂或NLRP3激动剂,检测M2标志物和TGF-β1水平。

4

体内动物模型

验证DsbA-L敲除对BLM诱导肺纤维化的保护作用

使用DsbA-L条件性敲除小鼠(SftpcCreERT2; DsbA-L-KO),通过气管内注射BLM诱导PF,观察组织病理、羟脯氨酸含量、炎症因子表达等。

5

机制验证

确定DsbA-L通过AKT1和NLRP3调控TGF-β1/SMAD3通路

在细胞和动物模型中检测AKT1、NLRP3、p-SMAD3等表达,并使用激动剂验证上下游关系。

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
MLE-12细胞系Shanghai Zhongqiao Xinzhou Biotechnology Co., Ltd.ZQ0470
RAW264.7细胞系Shanghai Zhongqiao Xinzhou Biotechnology Co., Ltd.ZQ0098
脂质体2000Invitrogen2028090
转化生长因子-β1----
博来霉素Nippon Kayaku--
伊红AbiowellAWI0029
Masson染色试剂盒AbiowellAWI0253
I型胶原抗体Proteintech14695-1-AP
III型胶原抗体Proteintech13548-1-AP
α-平滑肌肌动蛋白抗体Proteintech14395-1-AP
纤连蛋白抗体Proteintech15613-1-AP
TGF-β1抗体Abcamab215715
磷酸化SMAD3抗体Abcamab254407
SMAD3抗体Abcamab202445
磷酸化AKT1抗体CST11962S
AKT1抗体Proteintech10176-2-AP
NLRP3抗体Proteintech19771-1-AP
DsbA-L抗体Proteintech81527-1-RR
辣根过氧化物酶标记山羊抗兔IgGAbiowellAWS0005
DAB工作液Beijing Zhongshan Jinqiao Biotechnology Co., Ltd.ZLI-9018
显微镜MoticBA210T
RIPA裂解液AbiowellAWB0136
DsbA-L抗体Proteintech14535-1-AP
磷酸化AKT1抗体Abcamab38449
AKT1抗体Proteintech60203-2-Ig
NLRP3抗体Abcamab263899
纤连蛋白抗体Proteintech15613-1-AP
波形蛋白抗体Proteintech10366-1-AP
E-钙黏蛋白抗体Proteintech20874-1-AP
I型胶原抗体Abcamab270993
III型胶原抗体Proteintech13548-1-AP
TGF-β1抗体Proteintech21898-1-AP
磷酸化SMAD3抗体Abcamab52903
SMAD3抗体Proteintech66516-1-Ig
β-肌动蛋白抗体Proteintech66009-1-Ig
辣根过氧化物酶标记山羊抗小鼠IgGProteintechSA00001-1
辣根过氧化物酶标记山羊抗兔IgGProteintechSA00001-2
超敏ECL化学发光液AbiowellAWB0005
化学发光成像系统CLiNX--
TRIzol试剂Thermo15596026
HiFiScript cDNA合成试剂盒CoWin BiosciencesCW2569
UltraSYBR混合物CoWin BiosciencesCW2601
QuantStudio 1实时荧光定量PCR仪Thermo--
TUNEL凋亡检测试剂盒YEASEN40306ES50
DAPI染色液AbiowellAWC0291
JC-1试剂盒Beyotime BiotechnologyC2006
胰蛋白酶AbiowellAWC0232
流式细胞仪BeckmanA00-1-1102
醋酸铀酰Beijing Zhongjingkeyi TechnologyGZ02625
环氧丙烷MERYERM25514
透射电子显微镜JEOLJEM1400
TGF-β1 ELISA试剂盒ProteintechKE10005
酶标仪HEALESMB-530
羟脯氨酸测定试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA030-2-1

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
临床样本收集
肺组织样本来源(非PF和PF患者各8例)
阅读提示:Methods 临床样本部分
细胞培养与处理
MLE-12和RAW264.7细胞系来源、TGF-β1处理浓度和时间
阅读提示:Methods 细胞培养、转染和处理部分
动物模型建立
小鼠品系、他莫昔芬和BLM剂量、给药途径、处死时间
阅读提示:Methods 博来霉素诱导PF部分
共培养实验
Transwell共培养条件、AKT1和NLRP3激动剂浓度
阅读提示:Methods 细胞共培养部分