Mlkl或Ripk3缺失对年龄相关肝脏炎症、代谢健康和寿命的影响

Impact of Mlkl or Ripk3 deletion on age-associated liver inflammation, metabolic health, and lifespan.

作者信息Sabira Mohammed, Phoebe Ohene-Marfo, Chao Jiang, Zongkai Peng, Nidheesh Thadathil, Albert Tran, Evan Nicklas, Shylesh Bhaskaran, Dawei Wang, Ramasamy Selvarani, Amit Singh, Zhibo Yang, Nagib Ahsan, Sathyaseelan S Deepa
PMID39930289
发布时间2025-06
DOI10.1007/s11357-025-01553-5

实验完整度

研究包含基因敲除小鼠模型(Mlkl−/−、Ripk3−/−)、多种组织学与生化检测、代谢表型分析、蛋白质组学及寿命分析,具备功能验证与机制探讨,证据层级丰富。

主要模型

C57BL/6J背景的Mlkl−/−和Ripk3−/−雄性小鼠 自然衰老小鼠模型(24-25月龄)

重点核对

小鼠品系为C57BL/6J,Mlkl−/−和Ripk3−/−敲除小鼠的对照为同背景野生型(Mlkl+/+或Ripk3+/+) 年龄设置:年轻7月龄,老年24-25月龄 饮食:正常饲料(5053 Pico Lab,Purina Mills) 代谢检测:GTT(禁食6小时,葡萄糖2 g/kg腹腔注射)和ITT(禁食5小时,胰岛素0.75 units/kg) 寿命分析:雄性和雌性小鼠各分组样本量(如雄性Mlkl+/+=42只、Mlkl−/−=45只等)

摘要

慢性低度炎症是衰老和各种年龄相关疾病(包括代谢功能障碍相关脂肪性肝病,MASLD)的标志。代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)是MASLD的晚期形式,其患病率随年龄增长而增加,并导致老年人的发病和死亡。本研究通过利用两种关键坏死性凋亡蛋白Mlkl或Ripk3的基因敲除模型,探讨坏死性凋亡(一种促进炎症的程序性细胞死亡通路)在肝脏炎症老化和年龄相关MASLD中的作用。Mlkl或Ripk3的缺失显著减少了老年雄性小鼠的肝脏炎症、脂肪变性和纤维化,支持坏死性凋亡在年龄相关MASLD中的作用。此外,Mlkl或Ripk3缺失影响了驱动炎症和MASLD的其他非坏死性凋亡细胞过程,如细胞衰老、凋亡和自噬。与炎症老化相关的关键促炎细胞因子血浆TNFα和IL6的水平在Mlkl−/−或Ripk3−/−老年小鼠中降低,支持坏死性凋亡抑制对炎症的全身性作用。肝脏组织的蛋白质组学分析强调了在衰老肝脏中Mlkl或Ripk3缺失时,脂质和免疫调节过程在维持肝脏稳态中的关键作用。虽然Mlkl缺失不影响小鼠寿命,但Ripk3缺失缩短了寿命。此外,Mlkl缺乏改善了胰岛素敏感性,而Ripk3缺乏加剧了老年小鼠的葡萄糖耐受不良。因此,选择性抑制Mlkl而非Ripk3,代表了缓解年龄相关肝病和改善老年人代谢结局的潜在治疗途径。

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
本研究旨在确定坏死性凋亡通路关键蛋白Mlkl或Ripk3缺失对自然衰老小鼠肝脏病理、寿命和代谢健康的影响。
核心机制
坏死性凋亡通过释放HMGB1等DAMP促进炎症,驱动肝脏炎症和MASLD;此外Mlkl和Ripk3具有非坏死性凋亡功能,影响细胞衰老、凋亡和自噬,从而调节肝脏炎症和代谢。
主要证据
利用Mlkl−/−和Ripk3−/−小鼠,观察到肝脏炎症、脂肪变性和纤维化减轻,P-MLKL和HMGB1降低,促炎巨噬细胞及细胞因子减少;肝脏蛋白质组学显示脂质代谢和免疫调节通路富集;寿命和代谢分析显示Mlkl缺失改善胰岛素敏感性,Ripk3缺失缩短寿命并加重葡萄糖不耐受。
研究意义
研究表明选择性抑制Mlkl而非Ripk3,可能成为缓解年龄相关肝病和改善老年人代谢健康的潜在治疗策略。

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

动物模型建立与分组

通过基因敲除小鼠模型,评估Mlkl或Ripk3缺失对衰老相关肝脏表型的影响。

使用C57BL/6J背景的Mlkl−/−和Ripk3−/−小鼠,包括年轻(7月龄)和老年(24-25月龄)雄性小鼠,以及用于寿命和代谢研究的独立队列。

2

肝脏坏死性凋亡标志物检测

验证衰老过程中肝脏坏死性凋亡的激活程度以及基因敲除对坏死性凋亡的抑制效果。

通过Western blot检测MLKL、RIPK3蛋白表达,qPCR检测转录水平,免疫组化检测磷酸化MLKL(P-MLKL)水平,ELISA检测血浆HMGB1。

3

肝脏炎症评估

评估Mlkl或Ripk3缺失对衰老相关肝脏炎症的影响。

通过免疫组化检测F4/80阳性巨噬细胞,qPCR检测促炎和抗炎巨噬细胞标志物及炎症因子,ELISA/MSD检测血浆TNFα和IL6。

4

肝脏病理评估

评估Mlkl或Ripk3缺失对衰老相关脂肪变性和纤维化的影响。

通过H&E染色评估脂肪变性,油红或甘油三酯定量检测脂肪含量,天狼星红染色检测纤维化,qPCR检测纤维化标志物,血浆ALT评估肝损伤。

5

非坏死性凋亡功能分析

探讨Mlkl或Ripk3缺失对衰老肝脏中细胞衰老、自噬和凋亡的影响。

通过qPCR检测衰老相关标志物和SASP因子,Western blot检测LC3-I/II,免疫组化检测cleaved caspase-3。

6

蛋白质组学分析

揭示Mlkl或Ripk3缺失对衰老肝脏蛋白质组的影响,识别关键通路。

对肝脏蛋白进行定量蛋白质组学分析,使用LC-MS/MS,鉴定差异表达蛋白,并进行通路富集分析。

7

寿命和代谢健康评估

评估Mlkl或Ripk3缺失对寿命、体重、身体成分和代谢的影响。

进行生存分析、每月体重和身体成分监测、葡萄糖耐量测试(GTT)和胰岛素耐量测试(ITT)。

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
MLKL抗体Millipore Sigma--
RIPK3抗体Novus Biologicals--
LC3I/II抗体Cell Signaling Technology--
β-actin抗体Sigma-Aldrich--
磷酸化MLKL抗体Abcam--
F4/80抗体Proteintech--
cleaved caspase-3抗体Cell Signaling Technology--
胰蛋白酶/LysCPromegaV5071
C18 Sep-Pak Plus固相萃取柱Waters--
Acclaim PepMap 100 C18陷阱柱Thermo Scientific--
EASY-Spray HPLC分析柱Thermo ScientificES900
Dionex UltiMate 3000超高效液相色谱系统Thermo Fisher Scientific--
Q Exactive HF-X质谱仪Thermo Fisher Scientific--
Proteome Discoverer v2.4Thermo Fisher Scientific--
ALT比色活性检测试剂盒Cayman Chemical Company--
小鼠HMGB1 ELISA试剂盒Elabscience--
V-PLEX定制小鼠生物标志物促炎因子Panel1Meso Scale DiscoveryK152A0H-1
Bruker minispec LF90核磁共振分析仪Bruker--
TRUE METRIX血糖试纸和血糖仪Trividia Health Inc.--
胰岛素Novo Nordisk Inc.--
ECHO REVOLVE R4显微镜ECHO--
ImageJ软件US National Institutes of Health--

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
小鼠品系为C57BL/6J,Mlkl−/−和Ripk3−/−敲除小鼠的对照为同背景野生型(Mlkl+/+或Ripk3+/+),年龄为24-25月龄(老年)或7月龄(年轻);雌雄均用于寿命研究,但主要结果来自雄性
阅读提示:Methods - Animals
饮食与环境
正常饲料:5053 Pico Lab(Purina Mills),20°C±2°C,12小时光照/黑暗循环
阅读提示:Methods - Animals
代谢检测
GTT:禁食6小时,腹腔注射葡萄糖2g/kg;ITT:禁食5小时,腹腔注射胰岛素0.75 units/kg;血糖测量时间点:0, 15, 30, 60, 120分钟
阅读提示:Methods - Glucose tolerance (GTT) and insulin tolerance tests (ITT)
组织学分析
每样本至少3个随机视野;P-MLKL、F4/80、cleaved caspase-3的IHC染色,PSR染色,H&E染色,甘油三酯定量
阅读提示:Methods - Immunohistochemistry, Picrosirius red staining, Histological analysis, Quantification of liver triglyceride
蛋白质组学
样本量n=5/组;肝脏蛋白100µg;Trypsin/LysC消化;LC-MS/MS分析;数据在MassIVE数据库MSV000096299
阅读提示:Methods - Proteomic analysis of liver samples
寿命分析
样本量:雄性Mlkl+/+=42、Mlkl−/−=45、Ripk3+/+=40、Ripk3−/−=42;雌性类似;使用Kaplan-Meier分析和Mantel-Cox检验
阅读提示:Methods - Animals; Statistical analysis; Figure 6 legend