M1极化巨噬细胞分泌的FABP4促进滑膜炎和血管生成从而加重类风湿关节炎

FABP4 secreted by M1-polarized macrophages promotes synovitis and angiogenesis to exacerbate rheumatoid arthritis.

作者信息Dong Guo, Chuangxin Lin, Yuheng Lu, Hong Guan, Weizhong Qi, Hongbo Zhang, Yan Shao, Chun Zeng, Rongkai Zhang, Haiyan Zhang, Xiaochun Bai, Daozhang Cai
PMID35729106
期刊Bone Res
发布时间2022-06
DOI10.1038/s41413-022-00211-2

实验完整度

包含人样本、小鼠模型、体外细胞实验等至少两个独立证据层级,并涵盖功能验证和机制验证。

主要模型

人RA滑膜组织 C57BL/6J小鼠AIA模型 骨髓源性巨噬细胞(BMDMs) HUVECs、FLSs、软骨细胞

重点核对

人RA滑膜组织FABP4表达上调 AIA小鼠模型滑膜和血清FABP4升高 BMS309403抑制FABP4减轻RA TSC1KO和Rheb1KO小鼠验证mTORC1通路 mTORC1激活调控FABP4表达

摘要

越来越多的证据表明,脂肪因子在类风湿关节炎(RA)的发生发展中起重要作用。脂肪酸结合蛋白4(FABP4)是一种调节炎症和血管生成的新型脂肪因子,已在多种器官和疾病中得到了广泛研究。然而,FABP4对RA的影响仍不清楚。本研究发现,在RA中,FABP4在滑膜M1极化巨噬细胞中的表达上调。FABP4的增加促进了滑膜炎、血管生成和软骨降解,从而在体内和体外加重了RA的进展,而BMS309403(一种FABP4抑制剂)和阿格列汀(二肽基肽酶4抑制剂)抑制了小鼠血清和滑膜M1极化巨噬细胞中FABP4的表达,从而减轻了RA的进展。进一步研究表明,通过髓系特异性TSC1缺失导致的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)组成性激活,调节了巨噬细胞中FABP4的表达,从而加重了小鼠RA的进展。相反,通过髓系特异性Rheb1破坏抑制mTORC1,降低了巨噬细胞中FABP4的表达,从而减轻了小鼠RA的发展。我们的研究确立了M1极化巨噬细胞分泌的FABP4在RA滑膜炎、血管生成和软骨降解中的重要作用。BMS309403和阿格列汀抑制滑膜M1极化巨噬细胞中FABP4的表达,从而减轻RA的发展。因此,FABP4可能代表RA治疗的潜在靶点。

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
FABP4对类风湿关节炎进展的作用及其机制是什么?
核心机制
mTORC1通路激活促进M1极化巨噬细胞分泌FABP4,进而通过激活NF-κB和VEGFα等通路促进滑膜炎、血管生成和软骨降解。
主要证据
人RA滑膜组织和AIA小鼠模型中FABP4表达上调;细胞实验表明FABP4促进HUVEC血管生成、FLS增殖迁移、软骨细胞分解代谢;TSC1KO和Rheb1KO小鼠证明mTORC1调控FABP4影响RA进展。
研究意义
FABP4可能是RA治疗的潜在靶点,BMS309403和阿格列汀可抑制FABP4表达减轻RA。

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

检测人RA滑膜中FABP4表达

明确FABP4在人RA滑膜组织中的表达及其与巨噬细胞极化的关系。

通过IHC、Western blot和ELISA检测RA患者滑膜、滑液和血清中FABP4表达,并通过共染观察FABP4与M1巨噬细胞标志物共定位。

2

AIA小鼠模型验证FABP4表达

在动物模型中验证FABP4表达变化及其与滑膜炎的关系。

建立C57BL/6J小鼠AIA模型,通过HE染色、FABP4免疫组化和共染评估滑膜炎程度及FABP4表达。

3

体外细胞实验探究FABP4功能

验证FABP4对HUVECs、FLSs和软骨细胞功能的影响。

用rhFABP4或M1巨噬细胞上清处理细胞,检测细胞增殖、迁移、侵袭、血管生成、炎症因子分泌及软骨基质代谢。

4

体内注射重组FABP4评估其对RA的影响

明确外源性FABP4对AIA小鼠RA进展的作用。

关节腔注射rmFABP4,组织学评估滑膜炎、血管生成和软骨降解。

5

构建髓系特异性mTORC1相关基因敲除小鼠

验证mTORC1通路对巨噬细胞FABP4表达及RA进展的调控。

使用Lys-MCre与Tsc1flox/flox或Rheb1flox/flox杂交获得TSC1KO和Rheb1KO小鼠,建立AIA模型,观察滑膜炎、血管生成和软骨降解。

6

药物抑制FABP4的疗效评估

验证FABP4抑制剂对RA进展的治疗效果。

对TSC1KO或C57BL/6J小鼠AIA模型给予BMS309403或阿格列汀,检测FABP4表达和RA病理变化。

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
DMEM培养基Gibco--
人FABP4 ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-H0285c
小鼠FABP4 ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-M2404c
重组人FABP4Cloud-Clone Corp.RPB693Hu01
重组小鼠FABP4Cloud-Clone Corp.RPB693Mu01
BMS309403MedChemExpress--
阿格列汀----
MHY1485MedChemExpress--
雷帕霉素MedChemExpress--
脂多糖Invitrogen--
溴脱氧尿苷----
CCK-8检测试剂盒Dojindo Laboratories--
基质胶BD Biosciences356231
FABP4抗体AbcloneA0232
MMP13抗体Proteintech18165-1-AP
F4/80抗体Santa Cruzsc-377009
NOS2抗体Santa Cruzsc-7271
Vimentin抗体Santa Cruzsc-6260
MMP3抗体Proteintech17873-1-AP
CD31抗体R&D SystemsAF3628
EMCN抗体Santa Cruzsc-65495
Col2a1抗体Abcamab34712
F4/80抗体(FITC)BioLegend123119
CD11b抗体BioLegend101227
CD86抗体BioLegend105007
CD206抗体BioLegend141707
Fc受体阻断剂BioLegend101319
TRAP染色试剂盒Sigma-Aldrich--
甲基化牛血清白蛋白Sigma-Aldrich--
弗氏完全佐剂Sigma-Aldrich--
增强化学发光试剂盒Santa Cruz Biotechnology--
DAPIThermo Fisher Scientific--
倒置显微镜Olympus--
酶标仪BOP-TEK--
LSRFortessa流式细胞分析仪BD--

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
人样本来源
RA患者和对照组滑膜、软骨、脂肪垫组织的来源和数量
阅读提示:Methods - Human samples
动物模型构建
AIA模型中mBSA和CFA的剂量、注射途径、时间点
阅读提示:Methods - Antigen-induced arthritis (AIA)
药物处理
BMS309403、阿格列汀、rmFABP4的具体剂量、给药途径和频率
阅读提示:Methods - rmFABP4, BMS309403 and anagliptin treatment
细胞实验
HUVECs、FLSs、BMDMs的培养条件、处理浓度和时间
阅读提示:Methods - Cell preparation
组织学评估
滑膜炎评分和OARSI评分的标准及评估者
阅读提示:Methods - Histological analysis
分子检测
Western blot和ELISA所用抗体、试剂盒和操作步骤
阅读提示:Methods - Western blot analysis, ELISA