CIRP通过增加内皮通透性促进急性胰腺炎中的多器官损伤

CIRP contributes to multiple organ damage in acute pancreatitis by increasing endothelial permeability.

作者信息Wuming Liu, Derek H Wu, Tao Wang, Mengzhou Wang, Yujia Xu, Yifan Ren, Yi Lyu, Rongqian Wu
PMID40065057
发布时间2025-03-10
DOI10.1038/s42003-025-07772-y

实验完整度

包含患者样本分析、CIRP基因敲除小鼠模型、C23药物干预以及体外HUVEC细胞实验,多层级验证了CIRP在内皮屏障功能中的作用机制。

主要模型

野生型C57BL/6J小鼠 CIRP基因敲除小鼠 人脐静脉内皮细胞(HUVEC) 急性胰腺炎患者样本

重点核对

急性胰腺炎诱导方法:两次每小时腹腔注射4.0 g/kg l-精氨酸,72小时后取样 CIRP基因敲除小鼠的构建:通过CRISPR/Cas9系统删除CIRP基因 C23给药剂量和方式:8 mg/kg腹腔注射,在最后一次l-精氨酸注射后2小时给予 内皮通透性检测:伊文思蓝染料外渗实验,剂量20 mg/kg,注入尾静脉,1小时后取材 CIRP对HUVEC的处理浓度:1000 ng/mL,处理24小时,PP2浓度为5 μM

摘要

急性胰腺炎可导致全身性炎症和多器官损伤。内皮通透性增加是全身性炎症的标志。多项研究表明,冷诱导RNA结合蛋白(CIRP)在多种疾病中作为促炎因子发挥作用。然而,其在急性胰腺炎期间内皮屏障功能障碍中的作用仍不清楚。为了研究这一点,在野生型(WT)或CIRP基因敲除小鼠中通过两次每小时腹腔注射4.0 g/kg l-精氨酸诱导急性胰腺炎。我们的结果表明,在WT小鼠中诱导急性胰腺炎后72小时,胰腺、小肠、肺和肝脏中的CIRP水平上调。CIRP缺乏显著减轻了l-精氨酸注射后72小时胰腺、小肠、肺和肝脏中的组织损伤、水肿和伊文思蓝的外渗。在最后一次l-精氨酸注射后2小时给予C23(一种CIRP的特异性拮抗剂)也产生了与CIRP基因敲除小鼠相似的保护作用。体外研究表明,重组CIRP导致HUVEC单层跨细胞电阻显著降低。对暴露于CIRP的内皮细胞进行免疫细胞化学分析显示,肌动蛋白应力纤维形成增加。VE-钙黏蛋白和β-连环蛋白染色显示,在CIRP刺激的细胞中形成了细胞间隙。Western blot分析显示,CIRP诱导SRC在TYR416位点磷酸化。暴露于SRC抑制剂PP2可减少CIRP诱导的HUVEC单层内皮屏障功能障碍。总之,阻断CIRP通过减轻内皮高通透性来减轻急性胰腺炎诱导的多器官损伤。靶向CIRP可能是急性胰腺炎的潜在治疗选择。

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
CIRP是否通过调节内皮通透性参与急性胰腺炎诱导的多器官损伤,以及其潜在机制是什么?
核心机制
CIRP通过激活SRC激酶(Y416磷酸化)及其下游MLCK磷酸化,导致内皮细胞肌动蛋白应力纤维形成、VE-钙黏蛋白和β-连环蛋白减少,细胞间隙增大,从而增加内皮通透性,引起微循环障碍和组织水肿。
主要证据
CIRP基因敲除和C23治疗显著减轻了l-精氨酸诱导的AP小鼠胰腺、肠、肺、肝的组织损伤、水肿和伊文思蓝渗漏;体外CIRP处理HUVEC降低TER,增加应力纤维和细胞间隙;Western blot显示p-SRC和p-MLCK增加;PP2可逆转这些效应。
研究意义
靶向CIRP可能成为治疗急性胰腺炎诱导的多器官损伤的潜在治疗策略。

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

临床样本分析

评估AP患者血清CIRP水平与疾病严重程度、并发症及器官衰竭的相关性

收集119例AP患者和80例健康对照的血清,使用ELISA试剂盒检测CIRP水平,并分析其与SOFA评分、APACHE-II评分以及并发症和器官衰竭的关系。

2

小鼠AP模型建立及CIRP表达检测

验证在l-精氨酸诱导的小鼠AP模型中,CIRP在多发脏器中的表达变化

对WT小鼠进行l-精氨酸腹腔注射建立AP模型,72小时后取胰腺、肠、肺、肝组织,通过Western blot和免疫荧光检测CIRP水平。

3

CIRP基因敲除对AP多器官损伤的影响

评估CIRP敲除是否减轻AP诱导的胰腺、肠、肺、肝的组织损伤、水肿和通透性

使用CIRP敲除小鼠诱导AP,通过HE染色、病理评分、坏死面积、RIP-3表达、免疫组化(MPO、Ly6G、F4/80)、伊文思蓝渗漏、湿干比、TUNEL等评估组织损伤和水肿。

4

C23对AP多器官损伤的治疗作用

评估CIRP特异性拮抗剂C23是否能模仿CIRP敲除的保护效应

在l-精氨酸诱导AP的WT小鼠中,于最后一次注射后2小时给予C23(8 mg/kg),与溶剂对照组比较,评估各脏器损伤、水肿和通透性指标(HE染色、病理评分、RIP-3、免疫组化、伊文思蓝、湿干比、TUNEL)。

5

CIRP对体外内皮屏障功能的影响

探究CIRP直接损伤内皮屏障的机制

使用HUVEC单层,检测CIRP处理对TER的影响,并通过免疫荧光和Western blot检测应力纤维、VE-钙黏蛋白、β-连环蛋白、p-SRC、p-MLCK等变化,使用SRC抑制剂PP2验证信号通路。

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
l-精氨酸SolarbioA0013
C23----
人脐静脉内皮细胞(CL-0122)ProcellCL-0122
Ham's RPMI 1640培养基ProcellPM150110
胎牛血清Procell164210-500
人冷诱导RNA结合蛋白ELISA试剂盒CUSABIOCSB-EL005440HU
β-肌动蛋白抗体CST#3700
CIRP抗体Abcamab246510
RIP-3抗体CST#95702
p-SRC抗体GenetexGTX24816
HRP标记的亲和纯化山羊抗小鼠IgGProteintechSA00001-1
HRP标记的亲和纯化山羊抗兔IgGProteintechSA00001-2
MPO抗体Abcamab208670
F4/80抗体Abcamab300421
Ly6G抗体Abcamab25377
TRIzolInvitrogen15596026
伊文思蓝染料Sigma-AldrichE2129
甲酰胺Sigma-AldrichV900064
细胞基质阻抗传感系统Applied Biophysics8W10E+, Model 1600R
β-连环蛋白抗体Abcamab32572
血管内皮钙黏蛋白抗体R&DsystemMAB9381
Kindlin-2抗体CST#13562
p-MLCK抗体MybiosourceMBS9386064
Alexa Fluor™ 594 标记的鬼笔环肽Thermo Fisher ScientificA12381
末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记Roche--
共聚焦显微镜(TCS SP8 STED 3X)LeicaTCS SP8 STED 3X

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
小鼠品系、性别、年龄、体重;l-精氨酸剂量、注射次数、间隔时间;禁食时间;取材时间点
阅读提示:Methods部分:Experimental animals and the AP model
药物干预
C23剂量、给药途径、给药时间(相对于l-精氨酸注射时间)
阅读提示:Methods部分:Experimental animals and the AP model;图6-9图例
血管通透性检测
伊文思蓝剂量、注射途径、染色持续时间;组织染料提取和定量方法
阅读提示:Methods部分:Evans blue staining
细胞实验
HUVEC细胞系来源、培养条件、CIRP浓度、处理时间;TER测量系统;PP2浓度
阅读提示:Methods部分:Cell culture, Measurement of trans-endothelial electrical resistance (TER);图10图例
分子机制验证
SRC和MLCK磷酸化检测抗体;PP2抑制剂浓度;免疫荧光染色的抗体和浓度
阅读提示:Methods部分:Western blotting analysis, Immunofluorescence staining;图10