RETREG1介导的网状自噬被ATF4-CEBPG/C/EBPγ异二聚体激活,并对脂毒性提供保护。

RETREG1-mediated reticulophagy is activated by an ATF4-CEBPG/C/EBPγ heterodimer and confers protection against lipotoxicity.

作者信息Suwei Jin, Mingzhu Yan, Yongguang Liu, Shanshan Zhang, Hongbin Song, Chenxi Cao, Yujia Li, Guibo Sun, Linhu Ye, Jianzhi Chen, Wen Han, Lingyu Li, Qi Chang
PMID40437698
期刊Autophagy
发布时间2025-12
DOI10.1080/15548627.2025.2512884

实验完整度

包含体外细胞模型、小鼠急性脂毒性模型、MASLD模型、db/db小鼠模型及GEO数据集分析,进行了功能验证和机制验证。

主要模型

HepG2细胞 Huh7细胞 AML12细胞 小鼠原代肝细胞 C57BL/6小鼠 HFD诱导的MASLD小鼠模型 db/db小鼠

重点核对

PA浓度:150-800 μM Baf A1浓度:50 nM;CQ浓度:25 μM HFD喂养时间:16周(模型建立) Fa/R模型:禁食24小时后高碳水化合物饮食12小时 样本量:小鼠每组n=6至12

摘要

过量的脂肪酸触发内质网(ER)应激,导致脂毒性,这在代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)的发病机制中起着重要作用。网状自噬最近被确定为ER应激期间维持ER稳态的一个不可或缺的过程。然而,我们对脂毒性中网状自噬的了解仍然有限,其潜在的分子机制尚不清楚。在这里,我们表明由棕榈酸诱导的轻度、短期脂毒性在体外刺激了网状自噬,主要由选择性受体RETREG1介导。在HepG2细胞和原代肝细胞中敲低RETREG1加重了棕榈酸诱导的细胞损伤和死亡。在证明了ATF4和CEBPG/C/EBPγ在RETREG1的转录上调中不可或缺之后,我们发现ATF4与CEBPG形成异二聚体,并确定了它们在RETREG1基因的启动子和增强子区域的结合位点。在急性肝脂毒性小鼠中,RETREG1介导的网状自噬被激活,赋予了对肝损伤的保护,因为retreg1敲除小鼠比野生型小鼠表现出更严重的肝损伤。相反,在高脂饮食诱导的MASLD小鼠模型中,网状自噬的启动是有缺陷的,可能是由于ATF4和CEBPG的抑制导致Retreg1基因表达减少。我们的研究强调了RETREG1介导的网状自噬在响应脂毒性中的关键作用,该过程由ATF4和CEBPG共同调控,表明激活网状自噬可能代表一种对抗MASLD的策略。

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
脂毒性条件下,网状自噬是否被激活,其分子机制及其在MASLD中的病理生理意义是什么?
核心机制
ATF4与CEBPG形成异二聚体,结合到RETREG1基因的启动子和增强子区域的CARE位点,转录激活RETREG1-2的表达,从而启动RETREG1介导的网状自噬以应对脂毒性。
主要证据
体外实验显示PA诱导网状自噬,RETREG1是主要受体,敲低RETREG1加重细胞死亡;体内急性脂毒性模型中网状自噬激活并保护肝脏,而MASLD模型中该过程受损。机制上,ChIP和Co-IP证实ATF4-CEBPG异二聚体结合RETREG1基因调控区。
研究意义
研究揭示RETREG1介导的网状自噬在脂毒性中的保护作用,为MASLD的发病机制提供新见解,并提示激活网状自噬可能成为治疗MASLD的策略。

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

体外验证PA诱导网状自噬

确定PA处理是否在肝癌细胞系中诱导网状自噬

HepG2细胞用低浓度PA处理,通过Western blot检测LC3和SQSTM1,TEM观察自噬体包裹内质网,荧光显微镜检测reporter和LC3-CANX共定位。

2

鉴定介导PA诱导网状自噬的受体

确定哪种网状自噬受体在PA诱导的网状自噬中起主要作用

检测HepG2、Huh7和AML12细胞中多种受体(RETREG1, CCPG1, SEC62, RTN3, TEX264)的表达,并通过siRNA敲低RETREG1观察自噬通量变化。

3

评估RETREG1对脂毒性的保护作用

研究RETREG1介导的网状自噬是否能保护细胞免受PA诱导的损伤

在HepG2细胞中敲低RETREG1,检测细胞死亡和脂肪积累;分离WT和retreg1-/-小鼠原代肝细胞,用PA处理,检测细胞活力、GPT/GOT1/LDH释放、TUNEL染色。

4

阐明ATF4和CEBPG对RETREG1的转录调控机制

确定ATF4和CEBPG是否作为转录因子调控RETREG1表达及其结合位点

通过Western blot和RT-qPCR检测UPR相关蛋白和CEBP家族表达;siRNA敲低ATF4或CEBP成员;Co-IP检测ATF4-CEBPG相互作用;ChIP验证结合位点。

5

体内急性脂毒性模型验证

验证在急性脂毒性条件下网状自噬是否被激活并具有保护作用

使用Fa/R模型诱导急性脂毒性,检测肝TG、血清GPT/GOT1、TEM观察自噬体、RT-qPCR检测Retreg1-2表达,并比较WT和retreg1-/-小鼠的损伤指标。

6

MASLD模型中网状自噬状态评估

确定在慢性脂毒性(MASLD)中网状自噬是否受损及其机制

建立HFD诱导的MASLD小鼠模型,检测肝脏组织学、TG、转氨酶、ER应激标志物、网状自噬受体表达、TEM观察自噬体、Retreg1-2表达及ATF4/CEBPG水平。

7

分析患者样本和数据库中的表达

验证在MASLD患者中RETREG1、ATF4和CEBPG的表达变化及关联

分析GEO数据集(GSE89632, GSE213621),进行相关性分析;对正常人肝组织和脂肪肝组织进行IHC染色检测RETREG1。

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
高糖DMEM培养基未明确说明--
胎牛血清Gibco10099141C
地塞米松ShanghaiyuanyeBio-TechnologyCo.,LtdS17003-1g
ITS培养基添加物BeyotimeC0341-10ml
胶原酶IVGibco17104019
William's E培养基PricellaPM151221
牛血清白蛋白SolarbioA8850
棕榈酸MedChemExpressHY-N0830
巴佛洛霉素A1MedChemExpressHY-100558
氯喹MedChemExpressHY-17589A
MiniBEST通用基因组DNA提取试剂盒TaKaRa9765
2× Rapid Taq Master MixVazymeP222
RIPA裂解液SolarbioR0010
蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物SolarbioP1261
BCA蛋白定量试剂盒CWBIOCW0014S
脱脂牛奶Becton, Dickinson and CompanyD8340
TBST缓冲液CWBIOCW0043S
Can Get Signal™免疫反应增强液1TOYOBONKB-101
二抗CWBIOCW0103S,
eECL蛋白质印迹试剂盒CWBIOCW0049S
e-BLOT Touch成像仪未明确说明--
TRIzon试剂CWBIOCW0580S
TransScript® All-in-One第一链cDNA合成试剂盒TransGenAT341
TransStart® Top Green qPCR SuperMixTransGenAQ131
实时PCR系统Bio-RadCFX96
GPT、GOT1、LDH检测试剂盒BioSino10003,
甘油三酯检测试剂盒Nanjing JianchengA110-1-1
Multiskan™ FC酶标仪Thermo Fisher Scientific--
油红O溶液SolarbioG1261
蔡司Axio Imager.Z2显微镜ZEISS--
磷酸盐缓冲液ServicebioG4202
环氧树脂Sigma-Aldrich45345
电子显微镜HitachiHT7700
ssmRFP1-EGFP-KDEL慢病毒HANBIOHH20240322GX-LVP01
聚凝胺未明确说明--
嘌呤霉素未明确说明--
INTERFERin®转染试剂Polyplus101000028
Mut Express II快速突变试剂盒VazymeC214
SimpleChIP® Plus酶法染色质免疫沉淀试剂盒Cell Signaling Technology9005
甲醛Amresco0493
Sonics & Materials公司VCX 105超声破碎仪Sonics & Materials, Inc.--
CCK-8试剂盒BiosharpBS350A
CF488 TUNEL细胞凋亡检测试剂盒ServicebioG1504
Hoechst 33342染色液CoolaberSL7131
Annexin-V-PI凋亡检测试剂盒BeyotimeC1062M
BD FACSCalibur™流式细胞仪BD--
含Triton X-100的免疫染色透化缓冲液BeyotimeP0096
Alexa Fluor 647偶联驴抗兔IgGThermo Fisher ScientificA-31573
Alexa Fluor 488偶联驴抗小鼠IgGThermo Fisher ScientificA-21202
抗荧光淬灭封片剂BeyotimeP0126
共聚焦显微镜NikonAXR
免疫沉淀试剂盒(含蛋白A+G琼脂糖凝胶)BeyotimeP2197S
小鼠抗兔IgG轻链二抗AbbkineA25022
内质网提取试剂盒SolarbioEX1370
小鼠CK18-M30 ELISA试剂盒CusabioCSB-E14265m
MDA含量检测试剂盒SolarbioBC0025
HRP标记山羊抗兔IgGServicebioGB23303
油红OSolarbioG1262
EIF2AK3/PERK抗体Proteintech24390-1-AP
磷酸化EIF2AK3/PERK抗体Cell Signaling Technology3179
ERN1/IRE1抗体Cell Signaling Technology3294
磷酸化ERN1/IRE1抗体ABclonalAP0878
EIF2A/eIF2α抗体Cell Signaling Technology5324
磷酸化EIF2A/eIF2α抗体Cell Signaling Technology3398
MAPK/JNK抗体ABclonalA4867
磷酸化MAPK/JNK抗体Cell Signaling Technology9251
CEBPG/C/EBPγ抗体Proteintech12997-1-AP
ATF4抗体Cell Signaling Technology11815
RETREG1抗体Cell Signaling Technology83414
CCPG1抗体Proteintech13861-1-AP
SEC62抗体ABclonalA18589
TEX264抗体Proteintech25858-1-AP
RTN3抗体Proteintech12055-2-AP
LC3抗体Cell Signaling Technology43566
SQSTM1/p62抗体Abcamab109012
XBP1抗体ABclonalA1731
ATF6抗体Cell Signaling Technology65880
DDIT3/CHOP抗体Cell Signaling Technology2895
CASP9抗体Cell Signaling Technology9509
BAX抗体Cell Signaling Technology2772
PRKN/parkin抗体ABclonalA0968
PINK1抗体ABclonalA7131
ACTB/β-actin抗体ABclonalAC026

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
细胞培养与处理
细胞系:HepG2(ATCC HB-8065)和AML12(ATCC CRL-2254);PA浓度:150-800 μM;处理时间:6-24小时;Baf A1浓度:50 nM;CQ浓度:25 μM。
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and treatments; Figure legends 1-6
原代肝细胞分离
小鼠品系:C57BL/6(WT和retreg1-/-);胶原酶IV灌注方法;培养条件(DMEM低糖含10% FBS,后换William's E培养基)。
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and treatments
动物模型
急性脂毒性模型:禁食24h,再喂HCD 12h(n=12/组);MASLD模型:60% HFD喂养4、8、16周(n=12/组);db/db小鼠:22周ND(n=9)。
阅读提示:Materials and methods: Mouse experiments; Figure legends 5-6
基因敲除小鼠
retreg1-/-小鼠构建方法:CRISPR-Cas9靶向外显子4-6;基因分型引物和PCR条件。
阅读提示:Materials and methods: Mouse experiments
分子检测
Western blot抗体及稀释比例;RT-qPCR引物序列;ChIP-qPCR引物。
阅读提示:Materials and methods: Western blotting, RNA isolation and RT-qPCR, ChIP assay; Table 1; Supplementary Tables S2 and S5
细胞功能检测
siRNA序列和转染试剂(INTERFERin);CCK-8检测条件;流式细胞术凋亡检测试剂盒;TUNEL染色。
阅读提示:Materials and methods: siRNA transfection, Cell viability measurement, Flow cytometry, TUNEL staining