Hippo-YAP/TAZ-ROS信号轴调节高脂饮食诱导肥胖中SelenoM缺乏引起的代谢炎症

Hippo-YAP/TAZ-ROS signaling axis regulates metaflammation induced by SelenoM deficiency in high-fat diet-derived obesity.

作者信息Jingzeng Cai, Jiaqiang Huang, Di Li, Xintong Zhang, Bendong Shi, Qiaohan Liu, Cheng Fang, Shiwen Xu, Ziwei Zhang
PMID38879122
期刊J Adv Res
发布时间2025-05
DOI10.1016/j.jare.2024.06.005

实验完整度

包含细胞实验(3T3-L1等)、动物模型(SelenoM-KO小鼠)、多组学分析(RNA-seq、LC-MS)及机制验证(Co-IP、WB、抑制剂)。

主要模型

高脂饮食诱导的肥胖小鼠(SelenoM-KO C57BL/6J) 3T3-L1脂肪细胞 3T3-F442A脂肪细胞 RAW264.7巨噬细胞

重点核对

SelenoM基因敲除小鼠遗传背景(C57BL/6J)及基因型验证 高脂饮食喂养时间(18周)及饲料成分(60% HFD) 游离脂肪酸(FFA)处理浓度(75 μM)和持续时间(24 h) NAC、SP600125、N3PT的浓度和作用时间 动物实验样本量(n=6)和细胞实验重复数(n=3)

摘要

代谢炎症(metaflammation)在肥胖中主要由促炎性巨噬细胞浸润脂肪组织引发。SelenoM在多种病理过程中参与调节抗氧化应激和炎症;然而,其在脂肪组织代谢炎症和促炎性巨噬细胞(M1样)状态中的作用尚未确定。我们假设SelenoM可通过Hippo-YAP/TAZ-ROS信号轴有效调节高脂饮食诱导的肥胖中的代谢炎症。通过苏木精-伊红(H&E)染色和荧光显微镜检查脂肪组织的形态学变化。采用葡萄糖耐量试验(GTT)和胰岛素耐量试验(ITT)评估SelenoM缺乏对血糖水平的影响。采用RNA-Seq分析、LC-MS分析、质谱分析和Western blotting检测脂肪组织中与糖脂代谢相关的基因和蛋白质水平。在此,我们通过多组学分析评估了SelenoM缺陷脂肪组织小鼠的炎症特征和代谢微环境。SelenoM的缺失导致糖脂代谢紊乱和胰岛素抵抗,从而加速体重增加、肥胖和高血糖。白色脂肪细胞中缺乏SelenoM的小鼠通过受损的脂肪分解发展为严重的脂肪细胞肥大。SelenoM缺乏通过减少脂肪细胞中的还原当量(NADPH和谷胱甘肽)加剧ROS的产生,从而促进炎性细胞因子的产生和M1促炎反应,这与巨噬细胞中核因子κB(NF-κB)水平的变化有关。机制上,SelenoM缺乏通过靶向大肿瘤抑制因子2(LATS2)的Hippo-YAP/TAZ-ROS介导的转录调控促进代谢炎症。此外,补充N-乙酰半胱氨酸(NAC)以减少过度的氧化应激部分挽救了脂肪细胞的炎症反应和巨噬细胞M1活化。我们的数据表明,SelenoM主要通过肥胖中的Hippo-YAP/TAZ-ROS信号轴改善代谢炎症。SelenoM作为代谢炎症的关键调节因子的鉴定为开发针对肥胖中脂肪组织功能障碍的新型治疗干预措施提供了机会。

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
SelenoM是否及如何通过Hippo-YAP/TAZ-ROS信号轴调节高脂饮食诱导的肥胖中的代谢炎症?
核心机制
SelenoM通过增强去泛素化酶USP9X与LATS2相互作用,稳定LATS2蛋白,抑制Hippo-YAP/TAZ信号通路,从而减少ROS产生和NF-κB介导的炎症反应。
主要证据
通过SelenoM-KO小鼠、3T3-L1脂肪细胞模型,结合RNA-seq、代谢组学、蛋白质组学、Co-IP、WB和免疫荧光等实验,证明SelenoM缺乏导致PPP通量减少、氧化应激增强、M1巨噬细胞极化及代谢紊乱。
研究意义
SelenoM是肥胖相关代谢炎症的关键调节因子,为靶向脂肪组织功能障碍的新型治疗干预提供了潜在靶点。

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

动物模型构建与表型分析

验证SelenoM缺乏对高脂饮食诱导肥胖小鼠体重、脂肪堆积和代谢的影响。

使用SelenoM-KO和WT小鼠,分别喂食对照饮食或高脂饮食18周,记录体重、食物摄入,并检测血清代谢指标(FFA、LDL、HDL、γ-GT)。

2

脂肪组织形态学分析

评估SelenoM缺乏对脂肪细胞形态和大小的影响。

对eWAT和iWAT组织进行H&E染色和荧光显微镜观察,并使用Image-Pro Plus软件定量分析脂肪细胞直径。

3

葡萄糖代谢和胰岛素敏感性评估

检测SelenoM缺乏对葡萄糖耐量和胰岛素敏感性的影响。

对小鼠进行GTT和ITT,测量血糖水平,并检测胰岛素信号通路相关蛋白(IRS1、AKT、GSK3β)在脂肪组织、肝脏和肌肉中的表达。

4

脂肪分解和脂肪生成相关基因表达分析

确定SelenoM缺乏对脂肪分解和脂肪生成的影响。

使用qRT-PCR和Western blot检测eWAT和iWAT中脂肪分解相关基因(如Pnpla2、Lipe、Mgll)和脂肪生成相关基因(如PPARγ、AMPKα、Cebp-α)的表达。

5

氧化应激和PPP通量分析

探究SelenoM缺乏对氧化应激水平和磷酸戊糖途径的影响。

检测脂肪组织和3T3-L1脂肪细胞中H2O2、SOD、T-AOC、NADPH/NADP+和GSH/GSSG比例,并使用DCFH-DA和DHE探针检测ROS水平。

6

炎症反应和巨噬细胞极化评估

验证SelenoM缺乏对脂肪组织炎症和巨噬细胞极化的影响。

通过免疫荧光检测F4/80和CD11b+阳性细胞,ELISA检测血清和细胞上清中TNF-α、IL-6、IL-1β水平,并使用qRT-PCR检测促炎基因(如iNOS、TNFα、IL6、IL-1β)表达。

7

机制验证:SelenoM与LATS2相互作用

验证SelenoM与LATS2的相互作用及其对Hippo-YAP/TAZ信号通路的影响。

通过Co-IP和质谱分析鉴定SelenoM相互作用蛋白,并通过共定位实验、分子对接、Western blot和泛素化实验验证SelenoM对LATS2稳定性的影响。

8

信号通路干预实验

验证Hippo-YAP/TAZ-ROS通路在SelenoM调节代谢炎症中的作用。

使用JNK抑制剂SP600125、TKT抑制剂N3PT、抗氧化剂NAC处理细胞,观察对炎症因子、脂代谢和葡萄糖代谢的影响。

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
SelenoM siRNAShanghai Gene Pharma Co. Ltd.A04066
LATS2 siRNAShanghai Gene Pharma Co. Ltd.A04091
NF-κB siRNAShanghai Gene Pharma Co. Ltd.A04066
Lipofectamine 2000Invitrogen11668030
RNAi MAXInvitrogen13778150
DMEM培养基ProcellPM150210
前脂肪细胞分化培养基Sciencell research laboratories7221
游离脂肪酸Sigma-AldrichG11512
JNK抑制剂SP600125Sigma-AldrichG13418
TKT抑制剂N3PTSigma-AldrichG12338
N-乙酰半胱氨酸Sigma-AldrichG616-91-1
氯喹MCEHY-17589A
MG132MCEHY-13259
Opti-MEM培养基----
H2O2检测试剂盒BeyotimeS0038
SOD检测试剂盒BeyotimeS0087
总抗氧化能力检测试剂盒BeyotimeS0119
NADPH/NADP+比例检测试剂盒Amyjet Scientific Co., Ltd.AAT-15259
DCFH-DA荧光探针--WLA131
DHE荧光探针UElandy Co., Ltd.D1008
TRI试剂SigmaT9424
ChamQ通用SYBR qPCR预混液Vazyme Biotech Co., LtdQ711
LightCycler 480系统Roche015278001
RIPA裂解液Thermo Fisher Scientific89901
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0012S
FLAG免疫沉淀试剂盒Sigma-AldrichFLAGIPT1
抗YAP1抗体Abcamab283317
抗LATS2抗体Abcamab199946
荧光显微镜BX-61Olympus--
Image VCD凝胶成像系统BioRad Laboratories, Inc.B0015
血糖仪TD-4268TaiDoc Technology--
γ-GT检测试剂盒Cloud-CloneCEB224Hu
游离脂肪酸检测试剂盒Cloud-CloneRPL426Hu
低密度脂蛋白检测试剂盒Cloud-CloneSEB107Hu
高密度脂蛋白检测试剂盒Cloud-CloneSEB006Hu

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/6J)、性别(雄性)、年龄(4周龄)、饮食类型(CD或60% HFD)和喂养时间(18周)
阅读提示:Methods: Animal treatment
代谢研究
GTT和ITT的给药剂量和途径(葡萄糖1 g/kg、胰岛素0.75 U/kg腹腔注射)、空腹时间(6小时)、测量时间点(0,30,60,120 min)
阅读提示:Methods: Metabolic studies
细胞培养和处理
细胞系来源、培养条件(DMEM、37°C、5% CO2)、分化方案、FFA处理浓度(75 μM)和时间(24小时)、siRNA转染浓度(100 nM)
阅读提示:Methods: Cell culture and treatment
氧化应激检测
样品制备方法(组织匀浆、细胞裂解)、检测试剂盒(H2O2、SOD、T-AOC、GSH/GSSG、NADPH/NADP+)、ROS探针(DCFH-DA、DHE)
阅读提示:Methods: Oxidative stress biomarker assay
信号通路干预
抑制剂浓度和处理时间(SP600125 5 μM、N3PT 10 nM、NAC 100 μM,6小时)
阅读提示:Methods: Cell culture and treatment; Figure legends