溶血磷脂酸受体3缺陷减少低氧小鼠肾脏中促红细胞生成素的产生

Deficiency of lysophosphatidic acid receptor 3 decreases erythropoietin production in hypoxic mouse kidneys.

作者信息Nan Yin, Xuyuan Li, Di Zhang, Mengxia Qu, Shengqiang Pei, Xi Chen, Xiaotian Zhang, Junjie Zhang
PMID39558335
发布时间2024-11-18
DOI10.1186/s12944-024-02367-8

实验完整度

包含基因敲除小鼠模型、RNA-seq、药理学激动剂/拮抗剂、体外细胞实验等多层次验证,明确功能与机制。

主要模型

野生型小鼠及Lpar3基因敲除小鼠(BALB/c背景) Hep3B人肝癌细胞系 HK2人肾小管上皮细胞系

重点核对

低氧条件:小鼠8% O2,细胞1% O2 药物处理:Ki16425(30 mg/kg或30 μM)、2S-OMPT(10 mg/kg或10 μM) siRNA敲低LPAR3的效率和特异性 HIF-2α蛋白积累的检测

摘要

背景:溶血磷脂酸(LPA)是一种脂质介质,通过其在细胞膜上的受体发挥多种生物学功能。作为六种LPA受体之一,LPA受体3(LPAR3)在小鼠肾脏中高表达,但其在肾脏中的生理功能尚未得到充分探索。方法:使用野生型(WT)和Lpar3−/−小鼠研究LPAR3在低氧条件下的肾脏生理功能。通过RT-qPCR检测WT小鼠肾脏在暴露于低氧(8% O2)或不暴露时LPA受体的表达水平。进行RNA测序分析以鉴定WT和Lpar3−/−小鼠低氧肾脏之间基因表达谱的差异。通过RT-qPCR和ELISA检测LPAR3缺陷以及LPAR1/3抑制剂Ki16425或LPAR3选择性激动剂2S-OMPT处理对低氧小鼠肾脏中促红细胞生成素(EPO)产生的影响。在小鼠模型体内和培养的人细胞体外进一步研究了LPAR3介导EPO表达调控的机制。结果:LPAR3是小鼠肾脏中主要的LPA受体,其表达在低氧条件下显著上调。RNA测序分析显示,与WT小鼠相比,Lpar3−/−小鼠肾脏中低氧诱导的EPO表达显著降低,同时血浆EPO水平降低,血细胞比容和血红蛋白水平降低。WT小鼠低氧肾脏EPO表达因给予LPAR1/3抑制剂Ki16425而减弱,而LPAR3选择性激动剂2S-OMPT则增强其表达。LPAR3缺陷损害了低氧诱导的小鼠肾脏中HIF-2α的积累。进一步研究表明,PI3K/Akt通路参与了LPAR3在低氧条件下对HIF-2α积累和EPO表达的调控。结论:我们的研究揭示了LPAR3在低氧小鼠肾脏中促进HIF-2α-EPO轴的作用,提示LPA受体可能作为调节低氧相关情况(如慢性肾脏病和高原病)中肾脏EPO产生的新型潜在药物靶点。

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
LPAR3在低氧小鼠肾脏中的生理功能及其对EPO产生的调控机制是什么?
核心机制
LPAR3激活通过PI3K-AKT通路促进HIF-2α蛋白稳定性,进而上调EPO表达。
主要证据
Lpar3−/−小鼠在低氧下肾脏EPO表达、血浆EPO水平、血细胞比容和血红蛋白水平均降低;HIF-2α蛋白积累受损;体外敲低LPAR3或药物处理验证了PI3K-AKT通路参与调控。
研究意义
研究提示LPAR3可作为调节肾脏EPO产生的新型药物靶点,可能用于治疗慢性肾脏病和高原病等低氧相关疾病。

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LPA受体在肾脏中的表达

确定肾脏中主要表达的LPA受体亚型及其对低氧的反应

通过RT-qPCR检测WT小鼠肾脏中LPAR1-6的表达,并在低氧暴露后检测Lpar3、Vegfa、Glut1的表达。

2

RNA测序分析

鉴定LPAR3缺陷对低氧肾脏基因表达谱的影响

对WT和Lpar3−/−小鼠低氧肾脏进行RNA-seq,分析差异表达基因。

3

验证EPO表达和红细胞参数

验证LPAR3缺陷对低氧诱导EPO产生和造血的影响

在低氧不同时间点检测肾脏EPO mRNA、血浆EPO水平、血细胞比容和血红蛋白。

4

药物干预实验

验证药理调控LPAR3对低氧肾脏EPO表达的影响

给予WT小鼠Ki16425或2S-OMPT处理后进行低氧暴露,检测肾脏EPO表达和血浆EPO水平。

5

机制研究:HIF-2α和PI3K-AKT通路

揭示LPAR3调控EPO表达的分子机制

检测低氧条件下WT和Lpar3−/−小鼠肾脏及细胞中HIF-2α蛋白水平、AKT磷酸化水平,并利用抑制剂和siRNA验证通路。

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
Ki16425Selleck355025-24-0
2S-OMPTEchelon Biosciences645408-61-3
血液分析仪Nihon Kohden--
小鼠EPO ELISA试剂盒ProteintechKE10031
MEM培养基ProcellPM150410
三气培养箱Thermo Fisher--
LY294002MCEHY-10108
MG132MCEHY-13259
RNAi MAX转染试剂Thermo Scientific13778030
MagZol试剂MagenR4801-01
逆转录系统PromegaA3500
SYBR Green预混液Yeasen11202ES03
QuantStudio实时荧光定量PCR系统Thermo Scientific--
蛋白酶抑制剂混合物MCEHY-K0010
磷酸酶抑制剂混合物MCEHY-K0021
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Scientific23225
PVDF膜Millipore--
HIF-2α抗体Novus BiologicalsNB100-122
p-AKT抗体Cell Signaling Technology4060S
AKT抗体Cell Signaling Technology9272S
β-actin抗体Santa Cruzsc-47778
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
HRP标记的山羊抗小鼠二抗ZSGB-BIOZB-2301
HRP标记的山羊抗兔二抗ZSGB-BIOZB-2305
化学发光底物MilliporeWBKLS0500
人EPO ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H3640

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、年龄、性别、低氧条件和时间
阅读提示:Methods: Animal experiments
药物处理
Ki16425和2S-OMPT的剂量、给药方式和预处理时间
阅读提示:Methods: Animal experiments
细胞低氧处理
细胞类型、低氧浓度和处理时间
阅读提示:Methods: Cell culture and cell treatment
基因敲低
siRNA序列、转染浓度和时间
阅读提示:Methods: Small interfering RNA transfection
蛋白检测
抗体稀释比例、孵育条件
阅读提示:Methods: Western blotting analysis and ELISAs