肠干细胞中由脱氧胆酸激活的ABL1‒YAP1轴促进肝脂肪变性

ABL1‒YAP1 axis in intestinal stem cell activated by deoxycholic acid contributes to hepatic steatosis.

作者信息Tiancheng Mao, Xianjun Xu, Leheng Liu, Yulun Wu, Xiaowan Wu, Wenlu Niu, Dandan You, Xiaobo Cai, Lungen Lu, Hui Zhou
PMID39707364
发布时间2024-12
DOI10.1186/s12967-024-05865-6

实验完整度

高

包含患者样本、小鼠模型、类器官及体外组织/细胞培养等多层级实验,并进行了YAP1敲除等功能验证和机制研究。

主要模型

C57BL/6J小鼠 Yap1fl/fl和Yap1fl/fl Vil1-Cre小鼠 人末端回肠组织 小鼠和人回肠类器官 HT-29细胞系

重点核对

DCA浓度:100 μM HFD喂养:8周 YAP1敲除:Yap1fl/fl Vil1-Cre小鼠 DCA与CHO干预:HFD+6% CHO或LFD+0.2% DCA HT-29细胞DCA处理时间:15分钟

摘要

背景:Yes相关蛋白1(YAP1)调节细胞的存活、增殖和干性,并参与代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MAFLD)的发展。然而,肠道YAP1在MAFLD中的调节作用仍不清楚。方法:使用末端回肠标本比较患有和不患有MAFLD的患者肠道YAP1的激活情况。靶向敲除肠上皮YAP1的小鼠连续8周喂食高脂饮食(HFD)。在另一组中,小鼠喂食添加胆汁酸结合剂消胆胺(CHO)的HFD或添加脱氧胆酸(DCA)的低脂饮食。使用免疫荧光、免疫组织化学、Western blot、RT-qPCR、ELISA、16S rDNA测序、组织和类器官培养技术评估HFD或DCA对小鼠或人类肠肝轴的影响。结果:人类MAFLD患者和喂食HFD的小鼠肠道YAP1均被激活。在体内研究中,小鼠肠上皮细胞中YAP1的敲除减轻了HFD诱导的肝脂肪变性,并减轻了HFD对肠肝轴的不良影响,包括脂多糖(LPS)和炎症水平的上调、肠道革兰氏阴性菌的富集以及肠干细胞(ISC)向杯状细胞和潘氏细胞分化的抑制。高脂喂养(HFF)产生高浓度的DCA。摄入DCA模拟了这些HFF诱导的变化,并伴随末端回肠中Abelson酪氨酸蛋白激酶1(ABL1)及其直接底物YAP1的激活。体外研究进一步证实,DCA通过激活ABL1上调ISC中YAP1Y357的酪氨酸磷酸化,从而抑制ISC向分泌细胞分化。结论:我们的发现揭示了DCA激活ISC中的ABL1‒YAP1轴通过肠肝轴促进肝脂肪变性,这可能为MAFLD提供一个潜在的肠道治疗靶点。

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
肠道YAP1是否在MAFLD中发挥作用,以及高脂肪饮食如何通过肠道影响肝脏?
核心机制
高脂饮食升高DCA,激活肠干细胞中ABL1‒YAP1轴,导致ISC分化为杯状细胞和潘氏细胞受损,破坏肠屏障,经肠肝轴促进肝脂肪变性。
主要证据
YAP1敲除减轻HFD诱导的肝脂肪变性和炎症;DCA处理增加YAP1磷酸化并减少类器官出芽率;ABL1抑制剂逆转DCA效应。
研究意义
靶向ABL1‒YAP1通路或减少DCA可能阻断MAFLD的肠源性机制,为MAFLD提供潜在肠道治疗靶点。

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

临床样本检测肠道YAP1激活

比较MAFLD患者与非MAFLD患者末端回肠YAP1激活情况

对MAFLD患者和非MAFLD患者的末端回肠组织进行免疫荧光和免疫组化检测pYAP1表达,分析YAP1靶基因CTGF/CYR61表达。

2

小鼠模型中验证肠道YAP1敲除对肝脂肪变性的影响

评估小肠上皮YAP1敲除是否改善HFD诱导的肝脂肪变性和炎症

对Yap1fl/fl和Yap1fl/fl Vil1-Cre小鼠喂食LFD或HFD 8周,检测肝脏LPS含量、炎症因子表达、脂滴沉积和F4/80表达。

3

肠道YAP1敲除对肠道炎症和菌群的影响

评估YAP1对肠道炎症和肠道菌群组成的调节作用

检测肠道炎症因子表达,利用16S rDNA测序分析粪便菌群组成,比较不同组间门水平和科水平丰度差异。

4

肠道YAP1敲除对ISC分化的影响

验证YAP1是否影响ISCs向杯状细胞和潘氏细胞的分化

检测杯状细胞和潘氏细胞标记基因表达,进行PAS染色和免疫荧光,并培养回肠类器官观察出芽率。

5

DCA对肠道YAP1信号通路的影响

探究DCA是否激活YAP1信号

检测粪便中胆汁酸谱,给予HFD小鼠CHO或LFD小鼠DCA,检测肠道YAP1靶基因表达,人回肠组织体外培养和类器官验证DCA效应。

6

DCA对ISC分化功能的影响

验证DCA是否损害ISCs分化成杯状细胞和潘氏细胞

检测分化相关转录因子及功能基因表达,培养类器官,进行免疫荧光和PAS染色,使用YAP1抗体验证机制。

7

DCA通过肠肝轴对肝脂肪变性的作用

阐明DCA经肠肝轴引起肝脂肪变性的机制

检测四组小鼠的肠道炎症、血清D-乳酸、肝脏LPS、肝脏炎症因子及组织学染色。

8

DCA通过ABL1激活YAP1的机制验证

验证DCA是否通过ABL1磷酸化激活YAP1

检测DNA损伤及ABL1相关基因表达,使用ABL1抑制剂伊马替尼,观察YAP1磷酸化水平变化。

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
消胆胺MilliporeSigmaC4650
脱氧胆酸Sigma-AldrichD2510
Yap1fl/fl Vil1-Cre小鼠Cyagen Biosciences--
Lgr5-EGFP-IRES-CreERT2小鼠The Jackson Laboratory008875
高脂饮食Trophic Animal Feed High-Tech Co., Ltd.--
油红O染色液Sigma-Aldrich--
DAB显色液----
封闭液Beyotime--
二抗Yeasen34206ES60
DAPIYeasen--
Leica DMI8显微镜Leica--
Leica TCS SP8共聚焦显微镜Leica--
LPS ELISA试剂盒Abclonal--
BCA蛋白定量试剂盒Yeason--
D-乳酸ELISA试剂盒BYabscience--
DMEM培养基----
青霉素-链霉素----
两性霉素Beyotime--
二甲基亚砜----
YAP1抗体CST14074
伊马替尼MCEHY-15463
EDTA溶液----
基质胶Corning356231
IntestiCult类器官生长培养基STEMCELL Technologies--
HT-29细胞系PricellaCL0118
TRIzol试剂Takara--
HyperScript III RT SuperMix试剂盒EnzyArtisan--
Universal SYBR qPCR Mix试剂盒EnzyArtisan--
RIPA裂解液EpiZyme--
蛋白酶和磷酸酶抑制剂Beyotime--
5× SDS上样缓冲液EpiZyme--
PVDF膜Millipore--
快速封闭液EpiZyme--
酶标山羊抗兔抗体Jackson ImmunoResearch--
ImageJ软件----

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、年龄、性别、体重;饮食类型(LFD/HFD)及脂肪含量;DCA浓度(0.2% w/w)、CHO浓度(6% w/w)、喂养周期(8周)
阅读提示:查看Materials and Methods中的“Mice and diets”部分
类器官培养
EDTA浓度(小鼠5 mmol/L、人40 mmol/L)、孵育时间(4°C 1小时)、离心速度和时间(小鼠1200 rpm 5 min,人3000 rpm 5 min)、基质胶与隐窝体积比(1:1)、培养基类型(IntestiCult)、DCA处理浓度(100 μM)和处理时间(24, 48, 72, 96小时)
阅读提示:查看Materials and Methods中的“In vitro enteroid culture”部分
细胞实验
HT-29细胞来源、培养基、DCA处理浓度(100 μM)、处理时间(15分钟)、伊马替尼预处理时间(2小时)
阅读提示:查看Materials and Methods中的“Intervention of HT-29 cell line”部分
Western Blot
蛋白提取方法(RIPA裂解、组织研磨参数)、上样量、SDS-PAGE浓度(7.5%)、转膜条件、抗体稀释比例(pYAP1 1:200等)
阅读提示:查看Materials and Methods中的“Western Blot analysis”部分
RT-qPCR
RNA提取试剂(TRIzol)、逆转录试剂盒(HyperScript III)、qPCR试剂(Universal SYBR)、引物序列、内参基因(GAPDH)
阅读提示:查看Materials and Methods中的“RNA Extraction and RT‒qPCR”部分及Supplementary Table 2