小球藻多糖CPP-3a通过TLR4/2-MyD88-NF-κB/p38 MAPK信号通路促进巨噬细胞M1极化

Chlorella pyrenoidosa Polysaccharide CPP-3a Promotes M1 Polarization of Macrophages via TLR4/2-MyD88-NF-κB/p38 MAPK Signaling Pathways.

作者信息Yihua Pi, Qingxia Yuan, Shaoting Qin, Chundie Lan, Qingdong Nong, Chenxia Yun, Haibo Tang, Jing Leng, Jian Xiao, Longyan Zhao, Lifeng Zhang
PMID40710515
期刊Mar Drugs
发布时间2025-07-16
DOI10.3390/md23070290

实验完整度

包含体外细胞实验、CRISPR-Cas9基因敲除细胞系、药理学抑制剂验证、Western blot、免疫荧光等,并进行了功能与机制验证。

主要模型

RAW264.7巨噬细胞 TLR4敲除RAW264.7细胞系

重点核对

CPP-3a处理浓度和处理时间 TLR4抑制剂TAK242和TLR2抑制剂C29的预处理浓度和时间 LPS阳性对照组浓度(1 μg/mL) TLR4-KO细胞株的构建和验证(CRISPR-Cas9,嘌呤霉素筛选,有限稀释) NF-κB和p38信号通路抑制剂的浓度和处理时间

摘要

从蛋白核小球藻中纯化的免疫调节多糖CPP-3a,研究了其对RAW264.7巨噬细胞的影响及其潜在机制,结果显示CPP-3a显著增强了吞噬能力和一氧化氮的产生,同时上调了促炎细胞因子TNF-α和IL-6,并提高了共刺激分子CD86的表达,共同驱动了强烈的M1极化。机制上,TLR4、TLR2特异性抑制剂和TLR4敲除细胞证实TLR4是CPP-3a的主要受体,TLR2在细胞因子调节中起次要作用。CPP-3a通过MyD88依赖途径激活NF-κB和p38 MAPK信号通路,证据是NF-κB/p65的磷酸化及其核转位,以及p38 MAPK磷酸化增加,这些信号激活进一步通过特异性通路抑制剂消除M1极化表型得到验证。总之,CPP-3a是一种有效的靶向TLR4的免疫调节剂,具有用于炎症和感染性疾病的佐剂潜力。

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
CPP-3a是否诱导RAW264.7巨噬细胞M1极化并阐明其分子机制
核心机制
CPP-3a通过TLR4/2受体激活MyD88依赖性信号通路,进而激活NF-κB和p38 MAPK通路,促进M1极化
主要证据
CPP-3a处理RAW264.7细胞增强NO、TNF-α、IL-6分泌、吞噬活性和CD86表达;TLR4抑制剂和TLR4-KO细胞阻断这些效应;TLR2抑制剂部分抑制;磷酸化p65和p38水平升高,且特异性抑制剂消除M1表型
研究意义
CPP-3a有望作为靶向TLR4的免疫调节剂,用于炎症和感染性疾病的佐剂

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

检测CPP-3a对RAW264.7细胞M1极化表型的影响

评估CPP-3a能否诱导巨噬细胞M1极化

用CPP-3a处理RAW264.7细胞,在不同时间点检测NO、TNF-α、IL-6分泌、吞噬活性和CD86表达

2

验证TLR4和TLR2的作用(药理学抑制)

确定CPP-3a是否通过TLR4和TLR2介导M1极化

使用TLR4抑制剂TAK242和TLR2抑制剂C29预处理RAW264.7细胞,再检测CPP-3a刺激后的M1极化相关指标

3

遗传学验证TLR4的必要性(TLR4-KO细胞)

进一步确认TLR4是CPP-3a的主要受体

通过CRISPR-Cas9构建TLR4敲除RAW264.7细胞,验证其失去对LPS和CPP-3a的响应,并检测CPP-3a刺激下的M1相关指标

4

探究TLR2在TLR4缺失下的独立作用

阐明TLR2在CPP-3a信号中的次要作用

在TLR4-KO细胞中用C29抑制TLR2,检测TNF-α分泌和p65/p38磷酸化水平

5

阐明下游信号通路(MyD88/NF-κB/p38)

确定CPP-3a激活的信号通路

检测MyD88和TRIF表达,以及NF-κB p65和MAPK(JNK、ERK、p38)的磷酸化和核转位;使用特异性抑制剂验证通路特异性

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。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
验证机制链路
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
高糖DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
Lipofectamine 2000Invitrogen#2462811
脂多糖InvivoGen#tlrl-eblps
Griess试剂Solarbio#S0021S
TAK242MedChemExpress#HY-11109
C29MedChemExpress#HY-100461
U0126MedChemExpress#HY-12031A
阿德兹马皮莫德MedChemExpress#HY-10256
SP600125MedChemExpress#HY-12041
异硫氰酸荧光素标记的葡聚糖(Mw 10,000)MedChemExpress#HY-128868
Human TruStain FcXBioLegend#564219
PE偶联大鼠抗小鼠CD86(克隆GL1)BD Biosciences#561963
GAPDH抗体Proteintech#10494-1-AP
β-actin抗体Proteintech#66009-1-Ig
CoraLite 488偶联的山羊抗兔IgG(H+L)Proteintech#SA00013-2
人TNF-α和IL-6 ELISA试剂盒Proteintech#KE10002, #KE10007
NF-κB/p65抗体Cell Signaling Technology#8242T
磷酸化NF-κB/p65抗体Cell Signaling Technology#3033
JNK1/2抗体Cell Signaling Technology#9252T
磷酸化JNK1/2抗体Cell Signaling Technology#4668T
ERK1/2抗体Proteintech#83533-1
磷酸化ERK1/2抗体Proteintech#80031-1
p38 MAPK抗体Proteintech#80821-3
磷酸化p38 MAPK抗体Proteintech#28796-1
MyD88(V220)多克隆抗体Bioworld#BS3521
sgRNASangon Biotech--
基因组DNA纯化试剂盒Thermo Fisher Scientific#K0712
2X SanTaq PCR预混液Sangon Biotech#B532061-0040
细胞计数试剂盒-8Beyotime#C0038
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂混合物----
BCA蛋白定量试剂盒Epizyme Biotech--
PVDF膜Millipore--
无蛋白快速封闭液Epizyme Biotech--
CHAMPCHEMI成像系统Sagecreation--
Touch Imager成像仪e-blot--
Axio Observer 7显微镜ZEISS--
Apotome 2ZEISS--
GraphPad Prism 8GraphPad--

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
RAW264.7细胞来源(Procell #CL-0190),培养条件(DMEM高糖+10% FBS,机械吹打传代,细胞代数5-15代,传代比例1:3至1:10,每48-72小时传代)
阅读提示:Materials and Methods 4.1 Reagents
药物处理
CPP-3a浓度和处理时间(原文未明确CPP-3a浓度,需核对图注或方法);LPS浓度1 μg/mL;TLR4抑制剂TAK242和TLR2抑制剂C29的预处理浓度和时间(原文未明确具体数值)
阅读提示:Materials and Methods 4.3; Figure legends 1-4
M1极化表型检测
NO检测(Griess法)、细胞因子(ELISA)、吞噬功能(FITC-dextran,1 mg/mL,30 min)、CD86表达(流式)
阅读提示:Materials and Methods 4.2-4.4
Western blot
细胞接种密度(2×10^5 cells/mL),裂解缓冲液(RIPA+1% PMSF+1%蛋白酶抑制剂),抗体稀释比例(1:1000),二抗稀释比例(1:3000)
阅读提示:Materials and Methods 4.5
TLR4-KO细胞系构建
sgRNA序列(见Table 1),转染HEK293FT细胞(质粒比例5:4:1),嘌呤霉素筛选浓度,有限稀释克隆,基因编辑验证(PCR测序)
阅读提示:Materials and Methods 4.6; Table 1
免疫荧光
细胞密度(1×10^5 cells/mL),处理时间(2 h),p65抗体稀释(1:100),DAPI染色
阅读提示:Materials and Methods 4.7
信号通路抑制剂
NF-κB抑制剂(PDTC)、p38抑制剂(Adezmapimod)、JNK抑制剂(SP600125)、MEK1/2抑制剂(U0126)的浓度和处理时间(原文未明确数值)
阅读提示:Figure 7 legend; Materials and Methods 4.1
统计分析
实验重复次数(原文未明确);数据表示方式(mean ± SEM);统计方法(One-way ANOVA或t检验);显著性阈值p<0.05
阅读提示:Materials and Methods 4.8