肉瘤蛋白激酶抑制通过促进肝星状细胞铁死亡减轻肝纤维化

Sarcoma protein kinase inhibition alleviates liver fibrosis by promoting hepatic stellate cells ferroptosis.

作者信息Zhengyuan Cheng, Xiaojuan Zhang, Pingsheng Chen, Haitao Wang, Kuangjing Wang, Yingzhou Shen
PMID38077794
发布时间2023-12-06
DOI10.1515/biol-2022-0781

实验完整度

包含体外细胞实验(HSC-T6细胞、CCK-8、免疫荧光、Western blot、铁死亡指标检测)和体内动物实验(CCl4诱导小鼠肝纤维化模型、组织病理、免疫组化、Western blot),并验证了功能与机制。

主要模型

HSC-T6细胞系 CCl4诱导的小鼠肝纤维化模型

重点核对

PP1处理浓度(10 μM)和时间(24 h) 低氧培养条件(94% N2/5% CO2/1% O2) CCl4诱导肝纤维化模型(20% CCl4橄榄油溶液,5 mg/kg,每周两次,共8周) PP1体内给药(5 mg/kg,腹腔注射,共1周) 铁死亡检测指标(ROS、GSH、MDA、Fe2+、线粒体形态、SLC7A11/GPX4/P-53蛋白水平)

摘要

肝纤维化是一种慢性病理性肝脏损伤,涉及肝组织缺氧和细胞外基质异常沉积。肝星状细胞(HSCs)的活化对肝纤维化至关重要。目前,抑制HSCs活化或诱导HSCs铁死亡被认为是治疗肝纤维化的有效策略。肉瘤蛋白激酶(Src)是酪氨酸蛋白激酶家族的重要成员。缺氧导致Src在酪氨酸416(Tyr416)位点磷酸化,抑制Src激活可减轻肝纤维化。目前关于Src激活与肝纤维化中铁死亡关系的研究很少。1-(1,1-二甲基乙基)-1-(4-甲基苯基)-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-胺(PP1)是Src在Tyr416位点激活的抑制剂。因此,在本研究中,我们在常氧和低氧培养条件下用PP1处理HSC-T6细胞;此外,PP1也用于治疗四氯化碳诱导的小鼠肝纤维化模型。我们探讨了抑制Src激活是否可以通过促进HSCs铁死亡在体外和体内减轻肝纤维化。体外实验表明,抑制HSC-T6细胞中Src激活显著降低了缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)表达和HSC-T6细胞活化,铁死亡显著增加。体内实验显示,抑制纤维化肝脏中Src激活降低了HIF-1α表达;同时,铁死亡被促进,肝纤维化得到缓解。因此,抑制Src激活,增加HSCs铁死亡,可以减轻肝纤维化。

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
抑制Src激活是否能通过促进肝星状细胞铁死亡来减轻肝纤维化?
核心机制
抑制Src激活可降低HIF-1α表达,进而通过HIF-1α/SLC7A11通路减少GSH合成和GPX4表达,从而促进活化HSCs的铁死亡。
主要证据
体外实验显示,PP1抑制Src激活后,HSC-T6细胞中HIF-1α表达降低、活化标志物(α-SMA、Vimentin、Collagen-I、CTGF)减少,铁死亡指标(ROS、MDA、Fe2+)升高,GSH和GPX4、SLC7A11降低;体内实验显示,PP1处理CCl4诱导的肝纤维化小鼠,肝组织纤维化减轻,铁死亡增加。
研究意义
该研究为肝纤维化的治疗提供了新的思路,表明Src可能是潜在的治疗靶点。

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

确定PP1处理浓度和时间

确定PP1在HSC-T6细胞中的最佳处理剂量和时间,以避免细胞毒性并有效抑制Src激活。

在低氧条件下,用不同浓度(0、5、10、15、20、25 μM)的PP1处理HSC-T6细胞,分别在24、48、72小时用CCK-8试剂盒检测细胞活力(OD450)。

2

体外验证抑制Src激活对HSC-T6细胞活化的影响

验证在低氧条件下抑制Src激活是否能降低HIF-1α表达并减少HSC-T6细胞活化。

将HSC-T6细胞分为四组(常氧、低氧、低氧+DMSO、低氧+PP1),用Western blot检测HIF-1α、p-Src (Tyr416)、Src蛋白水平;用免疫荧光检测α-SMA、Vimentin、Collagen-I表达;用Western blot检测CTGF蛋白水平。

3

体外验证抑制Src激活对HSC-T6细胞铁死亡的影响

验证抑制Src激活是否能促进HSC-T6细胞铁死亡。

检测铁死亡相关蛋白(SLC7A11、GPX4、P-53)表达,ROS水平,GSH、MDA、Fe2+浓度,以及透射电镜观察线粒体形态。

4

体内验证PP1对CCl4诱导肝纤维化的治疗作用

验证抑制Src激活是否能减轻CCl4诱导的小鼠肝纤维化。

建立CCl4诱导的肝纤维化小鼠模型,分为对照组、CCl4组、CCl4+DMSO组、CCl4+PP1组,PP1腹腔注射处理1周。观察肝脏大体形态、肝脏重量/体重比、HE和Masson染色、免疫组化检测Vimentin和α-SMA、Western blot检测Collagen-I、CTGF、HIF-1α、p-Src (Tyr416)、Src。

5

体内验证抑制Src激活对肝纤维化组织铁死亡的影响

验证在纤维化肝脏中抑制Src激活是否能促进铁死亡。

检测肝组织中铁死亡相关蛋白(SLC7A11、GPX4、P-53)表达,GSH、MDA、Fe2+水平,以及透射电镜观察线粒体形态。

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Servicebio--
胎牛血清Tianhang--
PP1Apexbio--
二甲基亚砜Beyotime--
CCK-8试剂盒Apexbio--
96孔板NEST Biotechnology--
CO2培养箱Thermo--
低氧培养箱Thermo--
酶标仪Biotek--
磷酸盐缓冲液----
Coralite-594标记二抗Proteintech--
DAPIServicebio--
荧光显微镜Olympus--
ICR小鼠Qinglongshan Biotechnology Company--
BCA蛋白浓度测定试剂盒Beyotime--
增强化学发光试剂ACE Biotechnology--
ROS检测试剂盒Beyotime--
2,7-二氯二氢荧光素二乙酸酯----
GSH检测试剂盒Boxbio--
MDA检测试剂盒Beyotime--
细胞Fe2+检测试剂盒Elabscience--
动物组织Fe2+检测试剂盒Elabscience--
Masson染色----
一步法聚合物检测试剂盒Maixin--
透射电子显微镜Hitachi--

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
细胞培养和处理
HSC-T6细胞系;低氧条件(94% N2/5% CO2/1% O2);PP1浓度(10 μM)和处理时间(24 h);DMSO对照;细胞分组
阅读提示:见Methods 2.1节和2.2节
动物模型建立和给药
ICR小鼠(雄性,8周龄);CCl4剂量(5 mg/kg,每周两次,共8周);PP1剂量(5 mg/kg,腹腔注射,1周);DMSO对照(1.6 ml/kg)
阅读提示:见Methods 2.3节
铁死亡检测
ROS检测方法(DCFH-DA孵育浓度10 μM,时间30 min);GSH、MDA、Fe2+检测试剂盒;线粒体形态观察方法(TEM)
阅读提示:见Methods 2.7节
蛋白表达检测
一抗稀释比例:HIF-1α (1:1000)、p-Src (1:1000)、Src (1:1000)、CTGF (1:1000)、Collagen-I (1:1000)、SLC7A11 (1:1000)、GPX4 (1:1000)、P-53 (1:5000)、β-actin (1:2000)、GAPDH (1:2000)、HSP90 (1:5000);二抗稀释比例(1:3000)
阅读提示:见Methods 2.6节
统计分析
数据表示方式(均值±标准差);组间比较(单因素方差分析,Student's t检验);显著性水平(P < 0.05);实验重复次数(三次)
阅读提示:见Methods 2.8节