HCV核心蛋白通过NF-κB信号通路诱导巨噬细胞趋化因子CCL2和CXCL10表达

HCV Core Protein Induces Chemokine CCL2 and CXCL10 Expression Through NF-κB Signaling Pathway in Macrophages.

作者信息Xiaotian Song, Xue Gao, Yadong Wang, Rameez Raja, Yaoyu Zhang, Shulin Yang, Miao Li, Zhiyan Yao, Lin Wei
PMID34531848
发布时间2021-08-31
DOI10.3389/fimmu.2021.654998

实验完整度

包含体外细胞实验(THP-1、RAW264.7)、原代细胞(Kupffer细胞、腹腔巨噬细胞)、基因敲低/敲除、抑制剂验证、双荧光素酶报告基因和临床样本验证,并进行功能验证。

主要模型

THP-1来源巨噬细胞(MΦ-THP-1) 小鼠巨噬细胞系RAW264.7 小鼠原代库普弗细胞 小鼠腹腔巨噬细胞

重点核对

HCV core蛋白处理浓度为10 μg/mL,处理时间8小时(mRNA)或24小时(蛋白) gC1qR抑制:shRNA敲低和CRISPR-Cas9敲除细胞系 信号通路抑制剂浓度:IMD0354 (3 μM)、MK2206 2HCl (5 μM)、SP600125 (20 μM)、SB203580 (30 μM)、PD98059 (50 μM) HCV患者肝活检样本6例,健康对照3例

摘要

HCV核心蛋白是在丙型肝炎病毒(HCV)感染和复制过程中第一个合成的结构蛋白。它从病毒感染细胞中释放,并介导多种功能以影响宿主细胞反应。先天免疫应答是对抗病毒感染的第一道防线。HCV感染后,肝巨噬细胞库普弗细胞(KCs)在宿主先天免疫应答中发挥重要作用。库普弗细胞作为吞噬细胞,释放不同的细胞因子和趋化因子以对抗病毒感染,并调节肝脏的炎症和纤维化。此前,我们已证明HCV核心蛋白与gC1qR相互作用,并在巨噬细胞中激活MAPK、NF-κB和PI3K/AKT通路。在本研究中,我们探讨了HCV核心蛋白对巨噬细胞中CCL2和CXCL10表达的影响及其涉及的信号通路。当gC1qR被沉默时,我们观察到在HCV核心蛋白存在下,巨噬细胞中CCL2和CXCL10的表达显著下降。抑制NF-κB通路,而非P38、JNK、ERK和AKT通路,可大大降低CCL2和CXCL10的表达。因此,我们的结果表明,HCV核心蛋白与gC1qR的相互作用可能通过NF-κB信号通路诱导巨噬细胞分泌CCL2和CXCL10。这些发现可能有助于理解白细胞如何迁移到肝脏并加剧宿主来源的免疫反应,并可能为HCV慢性炎症提供新的治疗靶点。

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
HCV核心蛋白如何影响巨噬细胞中趋化因子CCL2和CXCL10的表达,以及涉及哪些信号通路?
核心机制
HCV核心蛋白与gC1qR相互作用,通过NF-κB信号通路上调CCL2和CXCL10的表达。
主要证据
在多种巨噬细胞模型中,HCV核心蛋白显著上调CCL2和CXCL10;敲低/敲除gC1qR或抑制NF-κB通路显著降低其表达;NF-κB p65可增强CCL2和CXCL10启动子活性;HCV患者肝活检中CCL2和CXCL10表达升高。
研究意义
为理解白细胞向肝脏迁移和宿主免疫反应加剧提供新视角,并可能为HCV慢性炎症提供新的治疗靶点。

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

差异基因表达筛选

鉴定HCV core蛋白处理巨噬细胞后炎症相关基因的表达变化

MΦ-THP-1细胞用HCV core蛋白(10 μg/mL)处理8小时,以PBS为对照,进行PCR Array分析

2

验证CCL2和CXCL10表达上调

验证HCV core蛋白是否上调多种巨噬细胞中CCL2和CXCL10的表达

不同巨噬细胞(MΦ-THP-1, RAW264.7, 小鼠Kupffer细胞, 小鼠腹腔巨噬细胞)用HCV core蛋白处理24小时,ELISA检测上清中CCL2和CXCL10蛋白水平

3

验证gC1qR的作用

验证gC1qR是否介导HCV core蛋白诱导的CCL2和CXCL10表达

通过共免疫沉淀验证HCV core与gC1qR相互作用;在gC1qR敲低和敲除细胞系中用ELISA检测CCL2和CXCL10水平

4

信号通路鉴定

确定HCV core蛋白诱导CCL2和CXCL10表达依赖的信号通路

使用特异性抑制剂预处理MΦ-THP-1,随后HCV core蛋白处理,检测CCL2和CXCL10水平;并通过双荧光素酶报告基因检测NF-κB p65对CCL2和CXCL10启动子的影响

5

临床样本验证

验证HCV患者肝组织中CCL2和CXCL10表达是否升高

收集HCV患者和健康对照的肝活检样本,通过qPCR检测CCL2和CXCL10 mRNA水平

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI 1640培养基Gibco--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
HEPESBiosharp--
青霉素-链霉素Solarbio--
佛波醇12-肉豆蔻酸酯13-乙酸酯SigmaP1585
HCV核心蛋白----
IMD 0354Selleckchem--
MK 2206 2HClSelleckchem--
SP600125Selleckchem--
SB203580Selleckchem--
PD98059Selleckchem--
抗磷酸化JNK抗体Cell Signaling Technology4668
抗磷酸化P38抗体Cell Signaling Technology4511
抗磷酸化ERK抗体Cell Signaling Technology4370
抗磷酸化NF-κB p65抗体Cell Signaling Technology3033
抗NF-κB p65抗体Cell Signaling Technology4764
抗磷酸化AKT抗体Cell Signaling Technology4060
抗JNK抗体Bioworld TechnologyBS3630
抗P38抗体Bioworld TechnologyBS3567
抗ERK抗体Bioworld TechnologyBS1112
抗AKT抗体Bioworld TechnologyMB0052
抗GAPDH抗体Bioworld TechnologyAP0063
抗FLAG抗体MBLM185-3L
抗HCV核心蛋白抗体Santa CruzSC-57800
HRP标记的山羊抗小鼠二抗AbgentASS1007
HRP标记的山羊抗兔二抗AbgentASS1009
pGL4.10 Basic载体Promega--
pRL-TK质粒Promega--
pmCherry-HA-p65质粒Miaolingbio--
lentiCRISPRv2-sgRNA-gC1qR质粒Bio-Change Technology--
psPAX2质粒Bio-Change Technology--
pMD2.G质粒Bio-Change Technology--
RNAiso Plus试剂TaKaRa--
Prime Script RT试剂盒(含gDNA Eraser)TaKaRa--
Power Up SYBR绿色预混液Applied Biosystems--
IV型胶原酶----
Percoll溶液----
RIPA裂解液Beyotime--
磷酸酶抑制剂Solarbio--
BCA蛋白定量试剂盒Solarbio--
PVDF膜Millipore--
Western Lightning plus-ECL化学发光试剂PerkinElmer--
Synoptics Syngene生物成像仪Synoptics--
链霉亲和素琼脂糖SigmaS1638
人CCL2 ELISA试剂盒RaybiotechELH-MCP-1
人CXCL10 ELISA试剂盒RaybiotechELH-IP10
小鼠CCL2 ELISA试剂盒MultiSciencesEK287
小鼠CXCL10 ELISA试剂盒NeobioScienceEMC121
双荧光素酶报告基因检测系统BeyotimeRG088S
BioTek Synergy HT2多功能酶标仪BioTek--

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
细胞培养与分化
细胞系(THP-1, RAW264.7)、培养基、血清浓度、PMA诱导浓度和时间(20 ng/mL, 48 h)、静息时间(12 h)
阅读提示:Materials and Methods: Cell Lines and Cell Culture
HCV core蛋白制备
HCV core蛋白表达和纯化方法、溶解缓冲液(PBS)、使用浓度(10 μg/mL)
阅读提示:Materials and Methods: Chemicals and Reagents
PCR Array分析
细胞密度(1.2×10^7 cells/10 cm dish)、处理浓度和时间(10 μg/mL, 8 h)、对照(PBS)、筛选标准(fold change>2, p<0.05)
阅读提示:Materials and Methods: PCR Array Analysis; Results: Identification of Differentially Expressed Genes
RT-qPCR
细胞处理条件(10 μg/mL, 8 h)、RNA提取试剂(RNAiso Plus)、逆转录试剂盒、内参基因(GAPDH)、计算方法(2^-ΔΔCT)
阅读提示:Materials and Methods: Real-Time Quantitative PCR
Western blotting
细胞密度(2×10^6 cells/well)、抑制剂预处理时间(30 min)和浓度、HCV core蛋白处理时间(30 min)、抗体信息(目录号)
阅读提示:Materials and Methods: Western Blotting; Results: NF-κB signaling pathway plays pivotal role
ELISA
处理时间(24 h)、ELISA试剂盒型号(人CCL2/CXCL10,小鼠CCL2/CXCL10)
阅读提示:Materials and Methods: ELISA Assay; Results: HCV Core protein up-regulates CCL2 and CXCL10 expression
双荧光素酶报告基因
细胞密度(3.5×10^4 cells/well)、质粒用量(0.3 μg p65, 0.2 μg reporter, 0.02 μg pRL-TK)、检测时间(48 h)
阅读提示:Materials and Methods: Dual Luciferase Reporter Assay