棕榈酸乙酯通过诱导肝脏胎球蛋白A分泌改善致死性内毒素血症:一项体内和体外实验

Ethyl palmitate ameliorates lethal endotoxemia by inducing hepatic fetuin-A secretion: an in vivo and in vitro experiment.

作者信息Guannan Chen, Jieqiong Song, Yue Zhou, Yuanyuan Wu, Chenghang Yang, Yingqin Wang, Ming Zhong
PMID39444871
发布时间2024-09-30
DOI10.21037/jtd-24-1098

实验完整度

包含患者蛋白质组学、体外细胞实验、体内小鼠模型、组织学、流式细胞术和分子检测等多种证据层级,并进行功能验证和机制验证。

主要模型

脓毒症患者队列 LPS诱导的内毒素血症小鼠模型 AML-12小鼠肝细胞系

重点核对

LPS剂量:致死剂量15 mg/kg诱导存活实验,非致死剂量10 mg/kg用于其他实验 EP剂量:2、5、10 mL/kg,在LPS前12小时和同时腹腔注射 EP溶于30%玉米油中给药 小鼠品系:成年雄性C57BL/6J,6-8周龄 AML-12细胞处理:不同浓度EP处理12小时

摘要

背景:已知棕榈酸乙酯(EP)可促进肝脏胎球蛋白A的产生并调节炎症反应,但其在致死性内毒素血症和脓毒症中的潜在作用仍不清楚。本研究调查了血浆胎球蛋白A水平,并进一步评估EP诱导的肝脏胎球蛋白A对致死性内毒素血症和脓毒症中全身炎症和巨噬细胞极化的影响。方法:收集55名脓毒症患者和18名年龄和性别比例相似的非脓毒症对照者的血液样本,进行蛋白质组学分析并鉴定显著差异蛋白。通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测脂多糖(LPS)诱导的内毒素血症小鼠的血清胎球蛋白A水平。小鼠肝细胞(AML-12)暴露于不同浓度的EP。体内实验中,成年雄性C57BL/6J小鼠给予EP,联合或不联合腹腔注射LPS。通过蛋白质印迹和免疫组织化学染色测定胎球蛋白A。同时监测存活率、肺和肝损伤以及促炎细胞因子水平,并使用组织学、实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)和ELISA进行评估。此外,通过流式细胞术评估肺和肝组织中的巨噬细胞比例和M1/M2亚型。结果:我们的蛋白质组学结果显示,与非脓毒症对照相比,脓毒症患者的血浆胎球蛋白A水平显著降低。同样,与对照组相比,内毒素血症小鼠的血清胎球蛋白A水平也降低。EP有效促进AML-12细胞和小鼠肝组织中胎球蛋白A的产生。随后,EP激活胎球蛋白A显著降低了LPS诱导的小鼠死亡率,减轻了肺和肝损伤,下调了促炎介质和巨噬细胞浸润。此外,EP在小鼠肝组织中调节巨噬细胞从M1(CD45+CD11b+F4/80+CD86+)向M2(CD45+CD11b+F4/80+CD206+)亚型的极化。结论:EP诱导的胎球蛋白A产生通过促进巨噬细胞M2极化来阻止脓毒症和内毒素血症的进展。

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
EP通过诱导肝脏胎球蛋白A分泌对致死性内毒素血症和脓毒症是否有保护作用,及其机制是否涉及巨噬细胞极化调节。
核心机制
EP诱导肝脏产生胎球蛋白A,通过促进巨噬细胞从M1向M2极化,减少促炎细胞因子和趋化因子的产生,从而减轻炎症反应和组织损伤。
主要证据
蛋白质组学显示脓毒症患者血浆胎球蛋白A降低;LPS小鼠模型血清胎球蛋白A降低;EP处理增加AML-12细胞和肝组织胎球蛋白A表达;EP+LPS处理可提高致死性内毒素血症小鼠存活率至100%,减轻肺和肝损伤,降低IL-1β、IL-6、TNF-α和Ccl2水平,并促进巨噬细胞M2极化(CD206+)。
研究意义
靶向胎球蛋白A的EP可能是一种治疗脓毒症和内毒素血症的有效策略,通过重编程巨噬细胞极化来发挥保护作用,但临床转化仍面临挑战。

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

患者血浆蛋白质组学分析

鉴定脓毒症患者和对照之间差异表达的蛋白质,特别是胎球蛋白A水平。

收集55名脓毒症患者和18名非脓毒症对照的血样,进行LC-MS蛋白质组学分析,比较两组间蛋白质表达。

2

小鼠内毒素血症模型的建立与胎球蛋白A水平检测

验证LPS诱导的内毒素血症小鼠模型中血清胎球蛋白A水平的变化。

给小鼠腹腔注射LPS(10 mg/kg),在不同时间点(12、24、36、48小时)取血,通过ELISA检测血清胎球蛋白A水平。

3

体外验证EP对胎球蛋白A表达的影响

验证EP是否促进肝细胞系中胎球蛋白A的表达。

用不同浓度EP(100、200、300、400、500 μM)处理AML-12细胞12小时,通过Western blot检测胎球蛋白A表达。

4

体内验证EP对肝脏胎球蛋白A表达的影响

验证EP是否促进内毒素血症小鼠肝脏胎球蛋白A的表达。

给予小鼠EP(5 mL/kg)和LPS(10 mg/kg),24小时后通过免疫组化检测肝组织胎球蛋白A表达。

5

EP对致死性内毒素血症小鼠存活率的影响

评估EP对致死性LPS诱导内毒素血症小鼠生存的影响。

给小鼠注射致死剂量LPS(15 mg/kg),并给予不同剂量EP(2、5、10 mL/kg),监测7天存活率。

6

EP对内毒素血症小鼠全身炎症反应的影响

评估EP对LPS诱导的促炎细胞因子水平的影响。

给予小鼠EP(5 mL/kg)和LPS(10 mg/kg),24小时后通过ELISA检测血清TNF-α、IL-1β和IL-6水平。

7

EP对肺损伤和巨噬细胞浸润的影响

评估EP是否减轻内毒素血症小鼠的肺损伤和巨噬细胞浸润。

收集肺组织,进行HE染色评估组织学变化;通过RT-qPCR检测炎症因子(Il1b、Il6、Tnfα、Ccl2)mRNA表达;通过流式细胞术检测巨噬细胞(CD45+CD11b+F4/80+)比例。

8

EP对肝损伤和巨噬细胞浸润的影响

评估EP是否减轻内毒素血症小鼠的肝损伤和巨噬细胞浸润。

收集肝组织,进行HE染色评估组织学变化;通过RT-qPCR检测炎症因子mRNA表达;通过流式细胞术检测巨噬细胞比例。

9

EP对巨噬细胞极化的影响

验证EP是否调节内毒素血症小鼠肝脏巨噬细胞M1/M2极化。

通过RT-qPCR检测M1标记基因iNOS和M2标记基因Arg1的表达;通过流式细胞术检测M1(CD45+CD11b+F4/80+CD86+)和M2(CD45+CD11b+F4/80+CD206+)巨噬细胞比例。

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
脂多糖Sigma-AldrichL4193
棕榈酸乙酯MedChem ExpressHY-N2086
棕榈酸乙酯上海阿拉丁生化科技股份有限公司E103505
玉米油上海阿拉丁生化科技股份有限公司C116023
DMEM/F12培养基GibcoC11330500VT
胎牛血清Gibco16000-044
青霉素和链霉素HycloneSV30010
阿佛丁Sigma-AldrichT48402
TRIzol试剂Takara9109
SYBR Green预混液Yeasen11203ES08
RIPA裂解液BeyotimeP0013
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0012
抗胎球蛋白A抗体Abcamab187051
抗β-肌动蛋白抗体CST4967
小鼠IL-1β ELISA试剂盒BioLegend432604
小鼠IL-6 ELISA试剂盒BioLegend431304
小鼠TNF-α ELISA试剂盒BioLegend430904
小鼠胎球蛋白A ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology Co. LtdE-EL-M3069
抗小鼠CD16/CD32抗体Biolegend101320
可固定活力染料510Biolegend423111
APC/Cyanine7大鼠抗小鼠CD45抗体Biolegend147718
Brilliant Violet 605大鼠抗小鼠/人CD11b抗体Biolegend101257
Brilliant Violet 650大鼠抗小鼠CD86抗体Biolegend105036
Brilliant Violet 785大鼠抗小鼠CD206抗体Biolegend141729
BD Horizon BV421大鼠抗小鼠F4/80抗体BD Biosciences565411
抗胎球蛋白A抗体ServicebioGB112376-100
二抗ServicebioGB23303
流式细胞仪(LSR Fortessa)BD Biosciences--
化学发光成像系统Tanon--
显微镜Carl Zeiss--
ABI RT-PCR 384系统Life Technologies--

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
患者蛋白质组学分析
纳入标准(疑似感染且qSOFA≥2),对照组(SOFA=0且无感染),年龄和性别匹配
阅读提示:Methods 中 Subjects 部分,表S2
体内实验(小鼠模型)
小鼠品系(C57BL/6J),性别(雄性),年龄(6-8周),LPS剂量(致死15 mg/kg,非致死10 mg/kg),EP剂量(2,5,10 mL/kg),给药方式(腹腔注射),给药时间(LPS前12小时和同时),溶剂(30%玉米油)
阅读提示:Methods 中 Animals 部分,图3、图2图注
体外实验(AML-12细胞)
细胞系(AML-12),培养条件(DMEM/F12+10%FBS+40ng/mL地塞米松+1%青霉素/链霉素),EP浓度(100-500 μM),处理时间(12小时)
阅读提示:Methods 中 Cell culture and experiments 部分,图2图注
组织学和流式分析
组织取样时间(LPS后24小时),流式抗体组合(CD45、CD11b、F4/80、CD86、CD206),M1/M2定义
阅读提示:Methods 中 Flow cytometry analysis 部分,图4-6图注
细胞因子检测
ELISA试剂盒来源,检测指标(IL-1β,IL-6,TNF-α,fetuin-A),血清样本
阅读提示:Methods 中 ELISA 部分,图3B