中性粒细胞与巨噬细胞的相互作用可能是肝脏再生的潜在靶点

Neutrophil and macrophage crosstalk might be a potential target for liver regeneration.

作者信息Yiyuan Chen, Yijie Yang, Jinjiao Lu, Huan Chen, Zhixiong Shi, Xiaodong Wang, Nan Xu, Xiao Xu, Shuai Wang
PMID38710666
发布时间2024-06
DOI10.1002/2211-5463.13803

实验完整度

包含scRNA-seq分析、中性粒细胞耗竭动物实验、共培养实验和分子检测等多个独立验证层。

主要模型

小鼠部分肝切除(PH)模型 C57BL/6小鼠 原代肝细胞和免疫细胞

重点核对

中性粒细胞耗竭抗体的剂量(50 μg/天,PH前7天和PH后一次) PH手术切除肝叶的比例(右中叶30%、左中叶10%、左外侧叶30%) 分析时间点(PH后0、24、48小时) 小鼠周龄和性别(6-8周龄雄性C57BL/6)

摘要

肝脏的再生能力是显著的,但需要进一步研究以了解中性粒细胞在这一过程中的作用。在本研究中,我们重新分析了小鼠部分肝切除(PH)模型的单细胞RNA测序数据,以追踪肝细胞和非实质细胞的转录变化。值得注意的是,我们揭示了肝细胞在PH后不同时间点的再生能力,揭示了三个不同肝区在肝脏再生过程中的贡献。此外,我们观察到中性粒细胞的耗竭降低了PH后的存活率和肝脏体积,证实了中性粒细胞在肝脏再生中的重要作用。CellChat分析揭示了中性粒细胞与巨噬细胞之间促进肝脏再生的复杂相互作用,并且使用加权基因共表达网络分析,我们鉴定了与肝脏再生最相关的基因模块。我们的研究发现,肝脏门静脉周围区域的肝细胞比其他区域更活跃,表明中性粒细胞与巨噬细胞之间的相互作用可能是肝脏再生治疗的潜在靶点。

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
中性粒细胞在肝脏再生中的作用及其与巨噬细胞的相互作用。
核心机制
中性粒细胞通过分泌趋化因子(Ccl3、Ccl5、Cxcl1)招募巨噬细胞,并通过与巨噬细胞的相互作用促进IL-6和HGF的分泌,从而促进肝细胞增殖和肝脏再生。
主要证据
scRNA-seq显示中性粒细胞在PH后增加;中性粒细胞耗竭降低存活率和肝脏体积,减少增殖肝细胞,增加脂肪变性;共培养实验表明中性粒细胞刺激单核细胞分化为巨噬细胞。
研究意义
为肝脏再生治疗提供了潜在靶点,尤其是在肝切除或移植后促进肝再生的策略。

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

单细胞转录组分析

识别肝细胞和非实质细胞在PH后的动态变化

对PH后0、24、48小时的小鼠肝脏进行scRNA-seq,识别19个簇,包括肝细胞和NPCs。

2

中性粒细胞耗竭实验

验证中性粒细胞在肝脏再生中的功能

使用anti-Ly6G和anti-Gr-1抗体耗竭中性粒细胞,进行PH手术,评估存活率、肝脏重量、血清ALT/AST、增殖标志物。

3

细胞间通讯分析

探究中性粒细胞与其他免疫细胞的相互作用

使用CellChat分析scRNA-seq数据,确定中性粒细胞与巨噬细胞的相互作用。

4

体外共培养实验

验证中性粒细胞对单核细胞分化的影响

将骨髓来源的单核细胞与中性粒细胞共培养,检测巨噬细胞分化。

5

基因共表达网络分析

识别与肝脏再生相关的基因模块

使用WGCNA分析不同临床性状(如衰老、高脂饮食、PH)下的基因模块。

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
Seurat包----
harmony包----
monocle----
InVivoMAb抗小鼠LY6G抗体Bio X CellBP0075-1
InVivoMAb抗小鼠Ly6G/Ly6C (Gr-1)抗体Bio X CellBE0075
抗大鼠IgG2a抗体Bio X CellBE0122
大鼠IgG2a同型对照Bio X CellBP0089
Histopaque1077Sigma--
Histopaque1119Sigma--
胎牛血清Gibco--
可固定活性染料780BD Biosciences565388
抗小鼠CD45抗体TONBO75-0451-U100
抗小鼠CD11b抗体TONBO85-0112-U100
抗小鼠Ly6G抗体BioLegend127633
抗小鼠F4/80抗体BioLegend123137
抗小鼠Ly6C抗体TONBO20-5932-U100
抗小鼠CLEC4F抗体BioLegend156804
BD Aria III流式细胞分选仪BD Biosciences--
Trizol试剂Invitrogen--
PrimeScript RT预混液Takara--
Q6实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
SYBR Green预混液Takara--
牛血清白蛋白SigmaA7906
抗Ly6G抗体Abcamab238132
抗Ki67抗体Abcamab15580
抗Pcna抗体Abcamab18197
HRP标记的山羊抗兔IgGProteintechPR30011
CoraLite488标记的山羊抗兔IgGProteintechSA00013-2
罗丹明标记的山羊抗小鼠IgGProteintechSA00007-2
4',6-二脒基-2-苯基吲哚Abcam--
奥林巴斯显微镜Olympus--
ALT检测试剂盒ElabscienceE-BC-K235-M
AST检测试剂盒ElabscienceE-BC-K236-M
ImageJNIH--
PrismGraphPad Software Inc.--

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
PH手术模型
切除的肝叶比例(右中叶30%、左中叶10%、左外侧叶30%)
阅读提示:Materials and methods: Animal experiments
PH手术模型
小鼠周龄、性别、品系和供应商
阅读提示:Materials and methods: Animal experiments
中性粒细胞耗竭
抗体类型和剂量(50 μg/天,PH前7天和PH后一次)
阅读提示:Materials and methods: Animal experiments, Figure 7C
分析时间点
PH后0、24、48小时的样本采集
阅读提示:Results section, Figure legends
流式细胞术
抗体的稀释比例和孵育条件
阅读提示:Materials and methods: Flow cytometry