EZH2介导的巨噬细胞向肌成纤维细胞转化有助于草酸钙晶体诱导的肾脏纤维化

EZH2-mediated macrophage-to-myofibroblast transition contributes to calcium oxalate crystal-induced kidney fibrosis.

作者信息Yuqi Xia, Zehua Ye, Bojun Li, Xinzhou Yan, Tianhui Yuan, Lei Li, Baofeng Song, Weimin Yu, Ting Rao, Jinzhuo Ning, Jiefu Zhu, Xing Li, Shuqin Mei, Zhiguo Mao, Xiangjun Zhou, Fan Cheng
PMID39987296
发布时间2025-02-22
DOI10.1038/s42003-025-07735-3

实验完整度

高

包含患者样本、小鼠模型和细胞实验,通过基因敲除、药物抑制、转录组、ChIP、Co-IP等验证功能和机制。

主要模型

人肾钙质沉着症相关CKD肾组织 雄性C57BL/6J小鼠糖氨酸诱导的草酸钙肾钙质沉着症模型 Ezh2条件性敲除小鼠(CAG-CreER;Ezh2fl/fl) 小鼠巨噬细胞系RAW264.7

重点核对

Ezh2敲除小鼠基因型及诱导方案(他莫昔芬腹腔注射75 mg/kg连续5天) COM处理浓度(200 μg/ml)和时间(120小时) GSK-126给药剂量(1 mg/kg)和时间点 CLO注射方案(建模前3天腹腔注射200 μL) 样本量(每组6只小鼠或3次独立实验)

摘要

长期肾钙质沉着症导致肾损伤、纤维化,甚至慢性肾脏病(CKD)。巨噬细胞向肌成纤维细胞转化(MMT)已被确定为CKD的一种新机制,但MMT在草酸钙(CaOx)诱导的肾脏纤维化中的作用仍不清楚。在本研究中,通过免疫荧光(IF)和流式细胞术在CaOx相关CKD患者、雄性小鼠模型和CaOx处理的巨噬细胞中鉴定出丰富的MMT细胞。氯膦酸盐脂质体(CLO)介导的巨噬细胞耗竭减轻了雄性肾钙质沉着症小鼠的纤维化。转录组测序揭示组蛋白甲基转移酶(HMTs)EZH2在肾钙质沉着症中高表达。Ezh2诱导性敲除或通过GSK-126抑制可减轻MMT和肾纤维化。机制上,ChIP和转录组测序显示EZH2抑制降低了Dusp23基因启动子上H3K27me3的富集,并升高Dusp23表达。Co-IP和分子对接分析显示DUSP23介导pSMAD3(Ser423/425)的去磷酸化。因此,我们的研究发现EZH2通过DUSP23/SMAD3通路介导MMT促进肾钙质沉着症中的肾脏纤维化。

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
EZH2在草酸钙晶体诱导的肾脏纤维化中是否通过介导巨噬细胞向肌成纤维细胞转化(MMT)发挥作用?
核心机制
EZH2通过催化H3K27me3在Dusp23基因启动子上的富集抑制DUSP23表达,从而解除对SMAD3 Ser423/425磷酸化的抑制,促进MMT和肾脏纤维化。
主要证据
在患者样本、小鼠模型和COM处理的RAW264.7细胞中,Ezh2敲除或GSK-126抑制减少了MMT细胞并减轻纤维化;ChIP和RNA-seq证实EZH2直接调控Dusp23;Co-IP和分子对接显示DUSP23与SMAD3互作并去磷酸化pSMAD3。
研究意义
该研究揭示了EZH2作为肾钙质沉着症中MMT介导的肾脏纤维化的潜在治疗靶点。

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

鉴定患者和小鼠肾组织中的MMT细胞

验证MMT是否存在于草酸钙相关CKD患者和小鼠模型中

收集肾钙质沉着症相关CKD患者肾组织,以非肿瘤邻近肾组织为对照,通过IF检测CD68和α-SMA共表达;建立Gly诱导的高草酸尿小鼠模型,通过IF检测F4/80和α-SMA共表达,并统计MMT细胞比例。

2

验证巨噬细胞在纤维化中的作用

评估巨噬细胞耗竭对CaOx诱导的肾脏损伤和纤维化的影响

通过腹腔注射氯膦酸盐脂质体(CLO)耗竭巨噬细胞,以PBS脂质体为对照,在Gly处理前3天给予,评估肾功能、肾小管损伤、胶原沉积和α-SMA表达。

3

鉴定EZH2表达变化

确定EZH2在肾钙质沉着症中的表达是否升高

通过转录组测序分析肾组织中组蛋白甲基化酶基因表达,用IHC和IF检测EZH2在患者和模型小鼠肾组织中的表达,免疫印迹检测EZH2在小鼠肾组织和COM处理巨噬细胞中的蛋白水平。

4

评估Ezh2敲除对MMT和纤维化的影响

验证Ezh2缺失是否减少MMT并减轻纤维化

使用他莫昔芬诱导的Ezh2条件性敲除小鼠,建立CaOx模型,评估肾功能、组织学损伤、晶体沉积、胶原沉积和MMT细胞数量;分离肾内巨噬细胞通过FACS和免疫印迹检测促纤维化标志物。

5

细胞水平验证Ezh2敲低对MMT的影响

在体外证实Ezh2敲低抑制COM诱导的MMT

用COM处理RAW264.7细胞,通过shRNA敲低Ezh2,通过IF和流式检测F4/80和α-SMA双阳性细胞比例,免疫印迹检测纤维化标志物。

6

揭示EZH2调控DUSP23的机制

明确EZH2通过表观修饰抑制DUSP23表达

通过RNA-seq比较WT和Ezh2.iKO小鼠肾组织基因表达,鉴定Dusp23为上调基因;通过ChIP检测EZH2和H3K27me3在Dusp23启动子的富集;在细胞中过表达Dusp23验证其对MMT的抑制作用。

7

验证DUSP23与SMAD3的相互作用

确定DUSP23是否与SMAD3结合并介导去磷酸化

通过BLAST和分子对接预测DUSP23与SMAD3结合位点,Co-IP验证相互作用,免疫印迹检测pSMAD3 (Ser423/425)水平在DUSP23过表达或Ezh2敲低后的变化。

8

评估药理学抑制EZH2的治疗效果

验证GSK-126能否减轻MMT和肾脏纤维化

在模型小鼠中给予GSK-126,评估肾功能、组织学损伤、胶原沉积和MMT细胞;在细胞中验证GSK-126对EMT标志物和DUSP23表达的影响。

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
乙醛酸Sigma-AldrichG10601
GSK-126Sigma-Aldrich500580
RPMI-1640培养基Sigma-AldrichR8758
一水草酸钙AladdinC124191
抗F4/80-APC抗体ElabscienceE-AB-F0995E
抗α-SMA-PE抗体NovusbioNBP2-34522PE
抗F4/80-BV421抗体BD Bioscience565411
Ficoll----
羟脯氨酸测定试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA030-2-1
抗EZH2抗体CST5246
抗H3K27me3抗体ABclonalA2363
IgG抗体CST2729
蛋白A/G磁珠BeyotimeP2078
抗SMAD3抗体CST9523
抗DUSP23抗体Genetex108245
蛋白A琼脂糖BeyotimeP2175

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
动物模型构建
小鼠品系、性别、周龄、体重;Gly剂量(120 mg/kg)、给药途径(腹腔注射)、频率(每日一次)、持续时间(12天)
阅读提示:Methods: Animal experiments
巨噬细胞耗竭
CLO剂量(200 μL/只)、给药时间(建模前3天)、是否使用PBS脂质体对照
阅读提示:Methods: Animal experiments
药物处理
GSK-126剂量(1 mg/kg)、给药时间点(-1,1,3,5,7,9,11天)、溶剂(10% DMSO和90%玉米油)
阅读提示:Methods: Animal experiments
细胞处理
RAW264.7细胞培养条件、COM浓度(200 μg/ml)、处理时间(120小时)
阅读提示:Methods: Cell culture and treatment
Ezh2敲除
基因型(Ezh2fl/fl和Ezh2.iKO)、他莫昔芬剂量(75 mg/kg)、注射天数(5天)
阅读提示:Methods: Animal experiments