低温氧合灌注通过TFPI2抑制CLIP1介导的TIRAP泛素化以减轻脂肪肝缺血再灌注损伤

Hypothermic oxygenated perfusion inhibits CLIP1-mediated TIRAP ubiquitination via TFPI2 to reduce ischemia‒reperfusion injury of the fatty liver.

作者信息Pengpeng Yue, Xiaoyan Lv, Hankun Cao, Yongkang Zou, Jian You, Jun Luo, Zhongshan Lu, Hao Chen, Zhongzhong Liu, Zibiao Zhong, Yan Xiong, Xiaoli Fan, Qifa Ye
PMID39617791
发布时间2024-12
DOI10.1038/s12276-024-01350-8

实验完整度

研究包含大鼠脂肪肝模型、细胞模型(HUVEC、BRL-3A)及人肝样本,通过功能获得/缺失实验、CoIP、泛素化检测、转录组分析等验证机制。

主要模型

大鼠脂肪肝离体灌注模型(MCD饮食诱导) 人脐静脉内皮细胞(HUVEC) BRL-3A细胞 HEK293T细胞

重点核对

大鼠分组:sham、冷保存(CS)和HOPE组 冷保存时间:24小时;HOPE处理时间:1小时;复温灌注时间:2小时 AAV8注射剂量:5×10^11 v/mL/只,经尾静脉注射 LPS处理浓度及时间:文中未明确说明 统计分析:多组比较采用单因素或双因素方差分析,P<0.05

摘要

使用脂肪肝进行肝移植已成为扩大供肝库的关键策略;然而,脂肪肝对缺血再灌注损伤(IRI)更为敏感。过度的先天性炎症反应在IRI中至关重要。低温氧合灌注(HOPE)是一种新型器官保存技术,可能通过减轻炎症反应来改善边缘供肝质量。组织因子途径抑制剂-2(TFPI2)和含CAP-Gly结构域的连接蛋白1(CLIP1)对炎症反应具有调节作用。然而,HOPE在脂肪肝中的作用机制以及TFPI2和CLIP1在脂肪肝IRI中的作用仍不清楚。在此,我们旨在探讨HOPE对大鼠脂肪肝IRI模型中炎症反应的影响以及TFPI2和CLIP1的作用机制。HOPE显著减轻肝损伤,尤其是炎症反应,并减轻肝细胞和内皮细胞的损伤。在机制上,HOPE通过抑制TFPI2发挥作用,而CLIP1可以挽救TFPI2的损伤效应。此外,HOPE通过调节TFPI2的KD1结构域的R24与CLIP1的结合,促进Toll/白细胞介素-1受体结构域含衔接蛋白(TIRAP)的泛素化和随后的降解,从而负调控TLR4/NF-κB介导的炎症反应并减少IRI。此外,在人脂肪肝冷缺血后,TFPI2表达升高,CLIP1表达降低。总之,我们的结果表明,通过HOPE调节TFPI2/CLIP1/TIRAP信号通路靶向炎症反应,是改善脂肪肝移植过程中IRI的潜在治疗方法。

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
HOPE如何通过调节TFPI2和CLIP1影响脂肪肝缺血再灌注损伤中的炎症反应?
核心机制
HOPE通过抑制TFPI2表达,解除TFPI2对CLIP1的抑制作用,促进CLIP1介导的TIRAP泛素化降解,从而抑制TLR4/NF-κB炎症通路,减轻脂肪肝IRI。
主要证据
在MCD诱导的大鼠脂肪肝模型中,HOPE降低ALT/AST、减轻组织病理损伤,并抑制炎症因子表达;CoIP和LC-MS证实TFPI2与CLIP1结合,且TFPI2的KD1结构域R24位点介导结合;体内外泛素化实验表明HOPE抑制TFPI2后增强TIRAP泛素化水平。
研究意义
靶向TFPI2/CLIP1/TIRAP信号通路可能成为减轻脂肪肝移植缺血再灌注损伤的潜在治疗策略。

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

建立脂肪肝模型和灌注分组

模拟脂肪肝冷缺血再灌注损伤,评估HOPE的保护作用

SD大鼠喂食MCD饮食2周建立脂肪肝模型(≥60%大泡性脂肪变),分为sham、CS和HOPE组,分别进行手术、冷保存和低温氧合灌注处理,随后进行复温灌注。

2

评估HOPE对肝损伤和功能的影响

检测HOPE是否减轻脂肪肝IRI引起的肝损伤和功能损害

检测灌注液中ALT/AST水平,组织HE染色、TUNEL、TEM、氧化应激指标(MDA/SOD),以及内皮细胞标志物(CD31、vWF)的免疫染色。

3

转录组分析炎症通路

探索HOPE调节脂肪肝IRI的分子通路

对三组肝组织进行RNA-seq,比较差异表达基因,并进行GO和KEGG富集分析,热图显示炎症相关基因表达变化。

4

验证TFPI2在脂肪肝IRI中的作用

探究TFPI2是否介导HOPE的保肝作用

通过AAV8介导TFPI2过表达或敲低,检测肝损伤指标和炎症相关蛋白表达。

5

鉴定TFPI2相互作用蛋白

寻找TFPI2调控炎症反应的分子靶点

采用CoIP结合LC-MS鉴定与TFPI2结合的蛋白,发现CLIP1;通过CoIP和IF验证相互作用,并定位结合结构域。

6

验证CLIP1对TFPI2损伤效应的拮抗作用

评估CLIP1是否能逆转TFPI2诱导的炎症和凋亡

在LPS处理的HUVEC中共转染TFPI2和CLIP1,检测炎症蛋白表达、NF-κB报告基因活性、细胞凋亡。

7

机制研究:TFPI2抑制TIRAP泛素化

阐明TFPI2如何通过CLIP1影响TIRAP泛素化和降解

利用CHX追踪TIRAP半衰期,使用MG132和氯喹确定降解途径,体内外泛素化实验检测TIRAP泛素化水平,CoIP检测TFPI2对CLIP1-TIRAP相互作用的影响。

8

人脂肪肝样本验证

验证TFPI2和CLIP1在人脂肪肝冷缺血后的表达变化

获取临床丢弃的人肝脏样本(5例非脂肪肝,5例脂肪肝),经8-24h冷保存后,通过HE、ORO、IHC和Western blot检测TFPI2和CLIP1表达。

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
组氨酸-色氨酸-酮戊二酸溶液----
DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
脂多糖Sigma--
NEOFECT DNA转染试剂NEOFECT--
聚凝胺----
嘌呤霉素----
自动生化分析仪(Chemray 80)Chemray80
丙二醛检测试剂盒Jiancheng--
超氧化物歧化酶检测试剂盒Jiancheng--
4',6-二脒基-2-苯基吲哚----
抗vWF抗体Service BiotechnologyGB11020
抗MCP1抗体Service BiotechnologyGB11199
抗CD31抗体Service BiotechnologyGB120633
抗CD206抗体Service BiotechnologyGB11527
抗MPO抗体Service BiotechnologyGB11224
抗CD11b抗体Service BiotechnologyGB15058
抗TFPI2抗体Abcamab186747
抗CLIP1抗体Proteintech23839-1-AP
抗TIRAP抗体Abcamab17218
抗IL-1β抗体Proteintech16806-1-AP
抗TNF-α抗体Proteintech60291-1-Ig
抗HMGB1抗体Proteintech10829-1-AP
抗TLR4抗体Proteintech19811-1-AP
抗p65抗体Proteintech10745-1-AP
抗磷酸化p65抗体(Ser536)Affinity BiosciencesAF2006
抗IκBα抗体Proteintech10268-1-AP
抗磷酸化IκBα抗体(Ser32/Ser36)Affinity BiosciencesAF2002
抗泛素抗体Proteintech10201-2-AP
抗His标签抗体Proteintech66005-1-AP
抗MYC标签抗体Proteintech16286-1-AP
抗HA标签抗体Proteintech51064-2-AP
抗Flag标签抗体Proteintech20543-1-AP
抗GST标签抗体Proteintech10000-0-AP
抗β-actin抗体AbclonalAC026
Protein A/G磁珠ACE Biotechnology--
IgG抗体----
IL-6 ELISA试剂盒Service Biotechnology--
IL-10 ELISA试剂盒Service Biotechnology--
IL-1β ELISA试剂盒Service Biotechnology--
HMGB1 ELISA试剂盒Service Biotechnology--
8-OHdG ELISA试剂盒Service Biotechnology--
ROS检测试剂盒Beyotime--
DCFH-DA探针----
Annexin V-FITCElabscience--
碘化丙啶ElabscienceE-CK-A211
TRIzol试剂Invitrogen--
一步法gDNA去除反转录试剂盒Servicebio--
SYBR Green荧光染料Servicebio--
Illumina TruSeq RNA样本制备试剂盒Illumina--
日立HT7700透射电镜HitachiHT7700
尼康Eclipse C1荧光显微镜NikonEclipse C1
Cytolfex流式细胞仪Beckman Coulter--
Ultraflex III质谱仪BrukerUltraflex III

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
动物模型建立
大鼠品系、性别、体重、MCD饮食喂养时间及脂肪肝严重程度;动物伦理批准号
阅读提示:Materials and methods: Animals、Study design
灌注分组与处理
各组处理方法:sham、CS、HOPE的持续时间;灌注液类型、温度、压力、流量、氧合水平
阅读提示:Materials and methods: Study design; 图1a
AAV8注射
AAV8血清型、构建类型(ov-TFPI2、sh-TFPI2、NC)、剂量、注射途径、给药时间点
阅读提示:Materials and methods: Preparation of AAV8; 图3f
细胞培养与处理
细胞系(HUVEC、BRL-3A、HEK293T)、培养基成分、LPS浓度和处理时间、转染试剂及质粒
阅读提示:Materials and methods: Cell culture、Vector construction
泛素化检测
CHX浓度及时间点、MG132和氯喹浓度、泛素化检测所用抗体和质粒
阅读提示:Materials and methods: CoIP and LC-MS; 图6e-m