血小板糖蛋白VI通过与肾小管上皮细胞来源的半乳糖凝集素-3相互作用促进叶酸诱导的急性肾损伤

Platelet glycoprotein VI promotes folic acid-induced acute kidney injury through interaction with tubular epithelial cell-derived galectin-3.

作者信息Ya-Wei Guo, Qi Luo, Meng Lu, Xiang-Bin Zeng, Yu-Min Zhang, Yue-Ling Lin, Xu-Ran Guo, Rong Ma, Zhang-Yin Ming
PMID40119472
发布时间2025-03-21
DOI10.1186/s12964-025-02148-5

实验完整度

包含体内FA-AKI模型(GPVI敲除、TD139处理)、体外血小板功能、细胞共培养、流式、Western blot、免疫荧光等多层级实验,并验证功能与机制。

主要模型

小鼠FA-AKI模型(C57BL/6) 小鼠血小板 Raw264.7巨噬细胞系 TCMK-1肾小管上皮细胞系

重点核对

FA-AKI诱导:腹腔注射250 mg/kg叶酸,24小时 GPVI敲除小鼠(Gp6−/−)和同窝对照 TD139处理:15 mg/kg,腹腔注射,叶酸前12小时 血小板与Raw264.7共培养:1×10^8血小板与1×10^6细胞,20 µg/L galectin-3刺激24小时 MPA检测:流式检测Ly6C+CD41+细胞群

摘要

背景:急性肾损伤(AKI)定义为肾功能显著下降,进而损害凝血并激活炎症免疫反应,最终导致肾小管上皮细胞(TECs)损伤。血小板在介导炎症和凝血过程中至关重要。虽然已知血小板活化有助于AKI的进展,但其确切机制仍不清楚。方法:我们研究了叶酸诱导的急性肾损伤(FA-AKI)中血小板功能,并检查了肾小管上皮细胞(TECs)来源的蛋白半乳糖凝集素-3与血小板糖蛋白VI(GPVI)相互作用的影响。通过分析单核细胞迁移、巨噬细胞极化和单核细胞-血小板聚集的生成来评估这种相互作用。此外,我们利用血小板GPVI特异性敲除小鼠以及TD139(一种galectin-3的小分子抑制剂)来探索抑制galectin-3-GPVI相互作用对FA-AKI的影响。结果:在本研究中,我们观察到在功能性急性肾损伤(FA-AKI)背景下,小鼠血小板表现出过度活跃。这种过度活跃与受损肾小管上皮细胞(TECs)来源的galectin-3与血小板上的GPVI之间的相互作用有关。我们的研究结果表明,活化血小板与单核细胞之间的相互作用增强,循环中单核细胞-血小板聚集(MPA)增加。通过CD41和CD68免疫荧光技术进一步验证了肾组织中单核细胞和血小板浸润的增加。此外,galectin-3与血小板GPVI的相互作用被证明可促进单核细胞迁移、促进M1型巨噬细胞极化并增强吞噬活性。Galectin-3抑制剂TD139显著抑制单核细胞-血小板聚集(MPA),减少炎症反应,并延长急性肾损伤(AKI)小鼠的生存期。结论:这些发现表明,急性肾损伤(AKI)期间受损细胞释放的galectin-3通过糖蛋白VI(GPVI)激活血小板,加剧肾脏炎症和组织损伤。这种激活增强了单核细胞与血小板之间的相互作用,最终导致单核细胞-血小板聚集体(MPA)的形成和M1巨噬细胞的极化。

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
在叶酸诱导的急性肾损伤中,肾小管上皮细胞损伤释放的galectin-3是否通过血小板GPVI激活血小板,进而加剧肾损伤?
核心机制
受损肾小管上皮细胞释放galectin-3,与血小板GPVI相互作用激活血小板,促进单核细胞-血小板聚集(MPA)形成,并诱导单核细胞向促炎性M1巨噬细胞极化,从而加剧肾脏炎症和组织损伤。
主要证据
FA-AKI小鼠血小板活化增加,GPVI表达上调;Gp6−/−敲除减轻肾损伤;体外实验显示DTEC上清以剂量依赖性方式激活血小板,且galectin-3刺激增加MPA,促进Raw264.7迁移和M1极化;TD139处理抑制MPA、减少炎症并延长小鼠生存。
研究意义
干扰galectin-3与GPVI的相互作用以抑制血小板活化,可能成为改善AKI进展的新治疗策略。

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FA-AKI模型并评估肾损伤

评估叶酸诱导的急性肾损伤模型是否成功建立,并观察血小板活性变化。

对小鼠腹腔注射250 mg/kg叶酸(对照组注射等体积0.3 mol/L NaHCO3),24小时后收集血和肾组织;通过HE染色、血清肌酐和尿素氮水平、肾重/体重比评估肾损伤。

2

检测血小板活化与GPVI表达

验证FA-AKI中血小板是否活化,以及GPVI及其下游信号是否上调。

用流式细胞术检测血小板表面P-selectin(CD62P)和GPVI表达;用Western blot检测血小板GPVI、Syk、PLCγ2及其磷酸化水平。

3

GPVI敲除对FA-AKI的影响

评估遗传性GPVI缺失是否减轻叶酸诱导的肾损伤。

使用Gp6−/−小鼠和同窝对照,通过HE、PAS、Sirius Red染色,血清CRE/BUN,Western blot和qPCR检测NGAL、BAX、Bcl2,TUNEL凋亡检测。

4

验证损伤肾小管上皮细胞释放的galectin-3激活血小板

验证损伤肾小管上皮细胞释放的galectin-3是否通过GPVI激活血小板。

通过IHC和IF检测肾组织galectin-3表达;体外通过反复冻融TCMK-1细胞获得损伤细胞上清(DTEC),刺激血小板;检测CD62P表达和Syk/PLCγ2磷酸化,并使用乳糖和JAQ1/PP2抑制验证GPVI依赖。

5

评估galectin-3-GPVI相互作用对MPA的影响

验证galectin-3与GPVI相互作用是否促进循环中单核细胞-血小板聚集。

用流式检测FA-AKI小鼠血液中Ly6C+CD41+细胞群;在体外用重组galectin-3刺激全血(Gp6+/+或Gp6−/−);并使用JAQ1 F(ab')2阻断GPVI。

6

检测galectin-3-GPVI相互作用对巨噬细胞极化和功能的影响

验证血小板与单核细胞相互作用是否促进M1型极化并影响巨噬细胞功能。

将Raw264.7与Gp6+/+或Gp6−/−血小板在galectin-3存在与否下共培养,然后去除血小板,用流式检测CD86和CD206表达,进行迁移实验(Transwell)和吞噬实验(FITC-dextran),并使用条件培养基进行内皮细胞划痕实验。

7

检测MPA对肾小管上皮细胞凋亡和DNA损伤的影响

验证由galectin-3激活血小板形成的MPA是否诱导肾小管上皮细胞凋亡和DNA损伤。

制备条件培养基(CM):Raw264.7与血小板(有/无galectin-3)共培养后收集上清,用于处理TCMK-1细胞;用流式细胞术和TUNEL检测凋亡,Western blot检测BAX/Bcl2,免疫荧光和Western blot检测γ-H2AX。

8

评估TD139和GPVI敲除对FA-AKI的治疗作用

验证阻断galectin-3-GPVI相互作用是否减轻肾损伤并改善生存。

在Gp6−/−和Gp6+/+小鼠中,于叶酸注射前12小时腹腔注射TD139(15 mg/kg),监测8天生存率;检测肾功能指标、肾组织染色(PAS、Sirius Red)、免疫荧光(CD41、CD68)和炎症因子mRNA。

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
肌酐检测试剂盒Nanjing JianchengC011-2-1
血尿素氮检测试剂盒Nanjing JianchengC013-1-1
PAS染色试剂盒ServicebioG1008
天狼星红染色试剂盒ServicebioG1018
HE染色试剂盒ServicebioG1005
前列腺素E1SigmaP5515
Chrono-lume试剂----
纤维蛋白原----
抗半乳糖凝集素-3抗体Abcamab76245
抗细胞角蛋白18抗体Abcamab181597
抗层粘连蛋白抗体BosterBA1761-1
抗γ-H2AX抗体Proteintech29380-1-AP
抗CD41抗体Proteintech18308-1-AP
抗CD68抗体Cell Signaling Technology97778
抗F4/80抗体ServicebioG113373
抗CD34抗体ServicebioGB15013
抗MPO抗体ServicebioGB11224
抗NPHS1抗体ServicebioGB115714
抗CD31抗体ServicebioGB120015
RIPA裂解液ServicebioG2002
PVDF膜MilliporeIPVH00010
抗GAPDH抗体Cell Signaling Technology5174
抗PLCγ2抗体Cell Signaling Technology3872
抗磷酸化PLCγ2抗体Cell Signaling Technology3871
抗Syk抗体Cell Signaling Technology2712
抗磷酸化Syk抗体Cell Signaling Technology2710
抗GPVI抗体(JAQ1)emfretM011-0
抗BAX抗体HUABIOSZ3-07
抗BCL2抗体HUABIOJF104-8
抗NGAL抗体Proteintech26991-1-AP
ECL化学发光试剂BiosharpBL520A
Trizol试剂Vazyme--
RAW264.7细胞系PricellaCL-0190
TCMK-1细胞系ServicebioSTCC20015P-1
bEnd.3细胞系QuiCellB145
乳糖MCEHY-B2123
FITC标记抗小鼠CD62P抗体BD Biosciences555523
FITC标记JAQ1抗体emfretM011-1
PE标记抗小鼠CD41抗体Biolegend133906
PE/Cyanine7标记抗小鼠Ly-6C抗体Biolegend128017
PE/Cyanine7标记抗小鼠CD86抗体Biolegend105014
PE标记抗小鼠CD206抗体Biolegend141706
FITC-葡聚糖Yeasen61220ES10
Transwell小室(8 µm孔径)Corning3422
发光聚集仪(Model 700)Chrono-Log--
奥林巴斯光学荧光显微镜Olympus--
BD FACSAria™ III细胞分选仪BD--
Step One Plus™实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--

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
FA-AKI模型建立
叶酸剂量250 mg/kg,腹腔注射;对照组0.3 mol/L NaHCO3;处理时间24小时;小鼠品系、性别和年龄(C57BL/6,雄性,6-8周龄)
阅读提示:参见Methods 'Mouse models'
血小板制备与功能检测
血小板浓度(300×10^9/L)、激动剂(胶原和凝血酶)浓度、ATP释放检测条件、血块回缩实验(fibrinogen 20 mg/mL,凝血酶2 U/mL)、血小板铺展实验(fibrinogen 50 µg/mL)
阅读提示:参见Methods 'Preparation of platelet' and 'Platelet functional studies'
GPVI敲除小鼠
Gp6−/−小鼠来源(Cyagen)、同窝对照;验证敲除效率(Western blot,Fig S2A);血小板计数、出血时间等基础指标
阅读提示:参见Methods 'Mouse models' 和 Results 'GPVI knockout alleviates folic acid-induced AKI' 及补充图S2
体外损伤细胞上清制备与血小板激活
TCMK-1反复冻融次数;DTEC上清与血小板比例;galectin-3浓度(20 µg/L);乳糖浓度(10 µM);血小板浓度(50×10^6/ml)
阅读提示:参见Methods 'Cell culture' 和 Results 'TECs derived galectin-3 induces platelet activation through GPVI pathway' 及图4I-J
MPA检测
全血采集方式(肝素化毛细管)、抗体(FITC-anti-CD62P,PE-anti-CD41,PE/Cy7-anti-Ly-6C等)、MPA定义(Ly6C+CD41+)、重组galectin-3刺激浓度未明确说明
阅读提示:参见Methods 'Flow cytometric analysis' 和 Results 'The interaction between GPVI and galectin-3 increases MPA in AKI'
巨噬细胞极化与功能实验
Raw264.7细胞数量与血小板比例(1×10^6细胞,1×10^8血小板)、galectin-3浓度(20 µg/L)、共培养时间(24小时)、流式检测CD86/CD206、FITC-dextran浓度(25 mg/mL母液,40 µL加至1 mL)、Transwell孔径(8 µm)、划痕实验ImageJ分析
阅读提示:参见Methods 'Platelets co-cultured with Raw264.7', 'Phagocytosis assay', 'Transwell migration and wound healing assay' 和 Results 'GPVI-galectin-3 interaction polarizes monocytes to M1 pro-inflammatory macrophages'
体内TD139治疗
TD139剂量(15 mg/kg)、给药时间(叶酸前12小时)、给药途径(腹腔注射)、生存期观察(8天)、样本量(每组20只)
阅读提示:参见Methods 'Mouse models' 和 Results 'Blocking galectin-3-GPVI interaction reduces platelet and macrophage infiltration and alleviates AKI' 及图8A-B
组织学与免疫染色
组织固定(4%多聚甲醛)、切片厚度(5 μm)、染色试剂盒(PAS G1008, Sirius Red G1018, HE G1005)、免疫荧光抗体浓度(如galectin-3 1:100, CD41 1:100等)
阅读提示:参见Methods 'Periodic Acid-Schiff (PAS), haematoxylin&eosin (HE) staining and Sirius red staining' 和 'Immunofluorescence (IF) staining'