半乳糖凝集素-3作为TREM2上游因子通过调控巨噬细胞极化参与肺缺血再灌注损伤

Galectin-3 as TREM2 upstream factor contributes to lung ischemia-reperfusion injury by regulating macrophage polarization.

作者信息Hao Liu, Lu Zhang, Zhen Liu, Jinyuan Lin, Xiaojing He, Siyi Wu, Yi Qin, Chen Zhao, Youyuan Guo, Fei Lin
PMID37636061
期刊iScience
发布时间2023-07-28
DOI10.1016/j.isci.2023.107496

实验完整度

包含体内小鼠LIRI模型和体外OGD/R细胞模型,结合TREM2敲除小鼠和激动剂HSP60进行功能验证,涵盖形态学、炎症因子、极化标志物及共定位分析。

主要模型

C57BL/6小鼠LIRI模型 TREM2敲除(TREM2−/−)小鼠LIRI模型 RAW264.7细胞OGD/R模型

重点核对

Gal3抑制剂TD139给药剂量:15 mg/kg,腹腔注射 TD139给药时间:缺血诱导前2小时及缺血后2小时 肺缺血时间:1小时,再灌注时间:6小时 RAW264.7细胞TD139处理浓度:10 μM,预处理时间:4小时 TREM2激动剂HSP60的使用及剂量(文中未明确说明具体剂量)

摘要

肺缺血再灌注损伤(LIRI)是一种复杂的“无菌性”炎症反应,巨噬细胞在LIRI的发病机制中发挥关键作用。半乳糖凝集素-3(Gal3)是一种与炎症相关的凝集素,在LIRI中受到的关注有限。研究报道Gal3是阿尔茨海默病中巨噬细胞上髓系细胞触发受体2(TREM2)的配体。因此,我们建立了LIRI C57BL/6小鼠模型和缺氧/葡萄糖剥夺再复氧(OGD/R)模型,以研究Gal3、TREM2和巨噬细胞极化之间的关系。我们的结果表明,抑制Gal3显著减少了LIRI中M1型巨噬细胞极化,同时显著增加了M2型。此外,我们观察到巨噬细胞中Gal3和TREM2的共定位,抑制Gal3可恢复LIRI诱导的TREM2下调,而促进TREM2表达可减轻LIRI中的肺损伤。总之,我们的研究结果表明Gal3作为TREM2的上游因子,通过调控巨噬细胞极化在LIRI中发挥关键作用。

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
Gal3是否通过调控TREM2表达进而影响巨噬细胞极化,参与肺缺血再灌注损伤的发病机制?
核心机制
Gal3作为TREM2的上游抑制因子,在LIRI中抑制TREM2表达,促进M1型巨噬细胞极化,抑制M2型极化,从而加剧肺损伤。
主要证据
在LIRI小鼠模型和OGD/R细胞模型中,抑制Gal3可恢复TREM2表达,减少M1型标志物(IL-1β、IL-6、TNF-α、CCL5)并增加M2型标志物(Arg1、IL-10、Retnla、Chil3);TREM2敲除加重损伤,而HSP60激动TREM2可减轻损伤并促进M2极化。
研究意义
研究支持将Gal3拮抗作为治疗LIRI的新临床靶点。

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

建立LIRI小鼠模型并评估Gal3抑制效果

验证抑制Gal3是否能减轻LIRI诱导的肺组织损伤和炎症反应。

建立C57BL/6小鼠LIRI模型,使用TD139抑制Gal3,通过HE染色、肺损伤评分、W/D比值、透射电镜和ELISA评估组织损伤和炎症因子(TNF-α、IL-1β、IL-10)水平。

2

检测巨噬细胞极化标志物

确定抑制Gal3对LIRI中巨噬细胞M1/M2极化的影响。

通过Western blot和免疫荧光检测肺组织中M1型标志物(IL-1β, IL-6, TNF-α, CCL5)和M2型标志物(Arg1, IL-10, Retnla, Chil3)的表达。

3

建立OGD/R细胞模型验证Gal3作用

在体外验证Gal3抑制对巨噬细胞极化和细胞活力的影响。

RAW264.7细胞经TD139预处理后建立OGD/R模型,检测细胞活力(CCK-8)、Gal3表达和M1/M2标志物表达。

4

验证Gal3与TREM2的共定位及调控关系

探究Gal3是否与TREM2共定位并调控其表达。

通过免疫荧光共染色、Western blot和RT-qPCR检测体内外模型中Gal3和TREM2的表达及共定位情况。

5

TREM2功能验证

验证TREM2在LIRI中的保护作用及其对巨噬细胞极化的影响。

使用TREM2−/−小鼠和TREM2激动剂HSP60,通过HE染色、肺损伤评分、W/D比值和免疫荧光评估TREM2对肺损伤和巨噬细胞极化的影响。

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
TD139GLPBIOGC19350
DMEM培养基GibcoC11995500BT
胎牛血清Gibco10099-141
磷酸盐缓冲液ServicebioG4202
RIPA裂解液SolarbioR0010
蛋白酶抑制剂混合物ServicebioG2006
磷酸酶抑制剂混合物Cell Signaling TechnologyCST_5872s
IL-1β ELISA试剂盒CUSABIOCSB-E08054m
TNF-α ELISA试剂盒CUSABIOCSB-E04741m
IL-10 ELISA试剂盒CUSABIOCSB-E04594m
Gal3 ELISA试剂盒CUSABIOCSB-E14296m
CCK-8试剂盒Beyotime BiotechnologyC0038
BCA蛋白浓度测定试剂盒Beyotime BiotechnologyP0011
RNAiso plus试剂Takara9109
Prime Script™逆转录试剂盒TakaraRR047A
小鼠抗半乳糖凝集素3单克隆抗体Abcamab2785
兔抗TREM2多克隆抗体biossbs2723R
大鼠抗F4/80单克隆抗体Abcamab6640
山羊抗IL-1β多克隆抗体R&D systemsAF-401-NA
兔抗TNF-α单克隆抗体Abcamab183218
兔抗IL-6多克隆抗体Novus BiologicalsNB600-1131
山羊抗CCL5多克隆抗体R&D systemsAF478
兔抗Arg1多克隆抗体Novus BiologicalsNBP1-32731
山羊抗IL-10多克隆抗体R&D systemsAF519
兔抗Retnla多克隆抗体Abcamab39626
大鼠抗Chil3单克隆抗体R&D systemsMAB2446
山羊抗小鼠H&L IRDye@800 CW二抗Abcamab216772
山羊抗兔H&L IRDye@800 CW二抗Abcamab216773
驴抗山羊H&L IRDye@800 CW二抗Abcamab216775
Alexa驴抗大鼠488二抗Abcamab150153
Alexa驴抗兔594二抗Abcamab150076
Alexa驴抗山羊594二抗Abcamab150132

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
动物模型建立
小鼠品系(C57BL/6或TREM2−/−)、年龄(6-8周)、体重(20-25g)、麻醉剂量(戊巴比妥钠50 mg/kg)、机械通气参数、缺血时间(1小时)、再灌注时间(6小时)、给药方案(TD139 15 mg/kg,腹腔注射,术前2小时及缺血后2小时)
阅读提示:STAR★Methods - Lung ischemia reperfusion injury model
细胞模型建立
RAW264.7细胞来源、培养条件(DMEM+10%FBS+1%PS,37°C,5% CO2)、TD139浓度(10 μM)及预处理时间(4小时)、OGD/R模型建立方法及样本收集时间(OGD/R后6小时)
阅读提示:STAR★Methods - Cell culture and oxygen-glucose deprivation and reoxygenation (OGD/R) model
Western blot
肺组织或细胞裂解液制备(RIPA缓冲液+蛋白酶抑制剂+磷酸酶抑制剂)、离心条件(12,000 g,20分钟,4°C)、蛋白定量(BCA试剂盒)、上样量(文中未明确说明)、一抗和二抗稀释比例(文中未明确说明)
阅读提示:STAR★Methods - Western blotting
ELISA
样本类型(肺组织、BALF、血清)、样本处理方式(如血清需低温静置3小时后离心)、ELISA试剂盒品牌及货号、具体检测步骤
阅读提示:STAR★Methods - Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)
免疫荧光染色
石蜡切片处理(烤片、脱蜡、抗原修复)、一抗及二抗信息、孵育时间和温度、封片和观察条件(荧光显微镜型号)
阅读提示:STAR★Methods - Immunofluorescence staining