LXRα激动剂通过巨噬细胞中ABCA1/MAPK和PI3K/AKT/mTOR信号轴改善肝移植后急性排斥反应

LXRα agonists ameliorates acute rejection after liver transplantation via ABCA1/MAPK and PI3K/AKT/mTOR signaling axis in macrophages.

作者信息Xiaoyan Qin, Dingheng Hu, Qi Li, Shiyi Zhang, Zheng Qin, Liangxu Wang, Rui Liao, Zhongjun Wu, Yanyao Liu
PMID40087552
期刊Mol Med
发布时间2025-03-14
DOI10.1186/s10020-025-01153-1

实验完整度

包含体外细胞实验(Kupffer细胞LPS刺激、shRNA敲低)、体内动物模型(大鼠肝移植AR模型)及多组学验证(病理、凋亡、流式、蛋白检测),并进行了机制验证和联合用药评估。

主要模型

原代大鼠Kupffer细胞 大鼠原位肝移植急性排斥模型(BN→LEW)

重点核对

LPS刺激浓度梯度(1, 10, 100, 200 ng/mL)处理24小时,用于体外炎症模型 TO901317剂量(1, 10, 50 mg/kg/天)腹腔注射,连续7天 他克莫司剂量(1 mg/kg/天)口服,连续7天 ABCA1 shRNA通过尾静脉注射(LT前14天转染),效率验证(Western blot和RT-qPCR) PI3K抑制剂LY294002剂量(2 mg/kg/天)腹腔注射,连续7天

摘要

引言 肝X受体α(LXRα)在肝缺血再灌注损伤和急性排斥反应(AR)诱导的炎症免疫反应中发挥重要作用。巨噬细胞M1极化在AR的发生和发展中起重要作用。尽管LXR的激活具有抗炎作用,但LXRα在肝移植(LT)后AR中的作用尚未阐明。 目的 我们旨在研究LXRα在大鼠急性排斥反应模型中的抗炎和巨噬细胞极化调节作用及机制。 方法 LXRα的抗炎和肝功能保护作用最初在原代Kupffer细胞和LT大鼠模型中测定。随后,使用流式细胞术检测LXRα对巨噬细胞极化的调节作用。采用HE染色、TUNEL和ELISA评估TO901317和他克莫司联合处理对LT后肝细胞凋亡和肝脏急性排斥反应的影响。 结果 本研究发现LPS可抑制LXRα的表达并激活MAPK通路和PI3K/AKT/mTOR。我们还发现LXRα激动剂(TO901317)可通过激活ABCA1水平并抑制MAPK来改善LT后的大鼠肝功能和存活率。TO901317可通过激活PI3K/AKT/mTOR信号通路抑制巨噬细胞M1极化,从而改善LT后AR大鼠的肝脏病变。此外,TO901317和他克莫司联合治疗比单独使用任何一种药物更有效地减轻了LT后AR的损害效应。 结论 我们的结果表明,LXRα的激活可通过调节巨噬细胞中的ABCA1/MAPK和PI3K/AKT/mTOR信号轴来改善LT后的大鼠肝功能和存活率。

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
LXRα激动剂能否通过调控巨噬细胞极化减轻肝移植后的急性排斥反应,其具体机制是什么?
核心机制
LXRα激动剂TO901317通过LXRα/ABCA1轴抑制MAPK通路(ERK1/2、JNK、p38)减少炎症因子释放,同时通过激活PI3K/AKT/mTOR通路抑制巨噬细胞M1极化,从而减轻急性排斥反应。
主要证据
体外Kupffer细胞实验中,TO901317降低LPS诱导的MAPK磷酸化和炎症因子,ABCA1敲低逆转该效应;体内大鼠LT模型中,TO901317改善肝功能和存活率,抑制肝细胞凋亡。ABCA1敲低不影响M1极化,而LY294002逆转TO901317对M1极化的抑制作用。
研究意义
研究表明LXRα激动剂可能成为肝移植后急性排斥反应诊断和治疗的新靶点,与免疫抑制剂他克莫司联合应用可增强疗效,为临床多靶点治疗提供理论依据。

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

体外炎症模型建立及LXRα表达检测

探究LPS刺激对巨噬细胞中LXRα、ABCA1及炎症通路的影响。

用不同浓度LPS(1, 10, 100, 200 ng/mL)刺激原代Kupffer细胞24小时,通过RT-qPCR和Western blot检测LXRα、LXRβ、ABCA1、ABCG1、MAPK(ERK1/2、JNK、p38)和PI3K/AKT/mTOR通路蛋白及TNF-α mRNA的表达。

2

体外验证LXRα/ABCA1轴对炎症的调控

验证TO901317的抗炎作用是否依赖ABCA1。

在Kupffer细胞中转染ABCA1 shRNA或NC,然后用LPS(200 ng/mL)和/或TO901317(10 μM)处理24小时,检测MAPK通路蛋白和炎症因子表达。

3

体内构建大鼠肝移植AR模型并给予TO901317

评估TO901317对大鼠肝移植后急性排斥反应的保护作用及剂量效应。

建立BN→LEW大鼠原位肝移植AR模型,术后给予不同剂量TO901317(1, 10, 50 mg/kg/天)腹腔注射7天,检测肝功能和病理变化。

4

体内验证ABCA1在TO901317保护作用中的角色

验证LXRα/ABCA1轴在体内对肝损伤和炎症的调控作用。

在LT前14天通过尾静脉注射ABCA1 shRNA,术后给予TO901317(50 mg/kg/天)7天,检测肝脏病理、凋亡、MAPK通路和M1极化。

5

验证PI3K/AKT/mTOR通路在TO901317调节M1极化中的作用

探究TO901317抑制巨噬细胞M1极化是否通过PI3K/AKT/mTOR通路。

在AR大鼠模型中,给予TO901317(50 mg/kg/天)和PI3K抑制剂LY294002(2 mg/kg/天)腹腔注射7天,检测M1极化、肝功能和病理变化。

6

评估TO901317与他克莫司联合治疗的效果

比较TO901317单药、他克莫司单药及联合用药对AR大鼠的影响。

AR大鼠术后分别给予TO901317(50 mg/kg/天)、他克莫司(1 mg/kg/天)或两者联合(剂量同单药),检测肝功能、病理、凋亡、M1极化、炎症因子和生存率。

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。

模型建立与样本采集
细胞分离与培养
基因操作

产品清单

实验环节名称品牌货号
Percoll溶液Solarbio--
脂多糖Beyotime--
TO901317----
他克莫司----
LY294002----
IV型胶原酶Solarbio--
D-Hanks平衡盐溶液缓冲液Solarbio--
TRIzolTakara--
PrinmeScrip RT缓冲液Takara--
IL-1β、IL-6、TNF-α ELISA试剂盒Neobioscience--
肝功能酶检测试剂盒(ALT/AST)Jiancheng Bioengineering Institute--
TUNEL试剂盒Beyotime--
F4/80-FITC抗体BosterbioA0-8751
CD86-PE抗体Biolegend200307
LXRα抗体abcamab176323
ABCA1抗体abcamab66217
ABCG1抗体abcamab52617
p-AKT抗体abcamab38449
AKT抗体abcamab8805
p-mTOR抗体abcamab181268
mTOR抗体abcamab134903
LXRβ抗体CST13519
Erk1/2抗体CST4695
p-Erk1/2抗体CST4370
P38抗体CST8690
p-P38抗体CST4511
JNK抗体CST9252
p-JNK抗体CST4668
p-PI3K抗体CST17366
PI3K抗体CST4249
p-S6K抗体CST9204
S6K抗体CST9202
p-4E-BP抗体CST2855
4E-BP抗体CST9644
IL-6抗体Proteintech218651-1-AP
TNF-α抗体Proteintech17590-1-AP
caspase-6抗体CST9762
cleaved caspase-6抗体CST9761
caspase-3抗体CST14220
cleaved caspase-3抗体abcamab214430
caspase-9抗体CST9508
cleaved caspase-9抗体abcamab52298
Bcl-2抗体Proteintech26593-1-AP
Bax抗体Proteintech50599-2-lg
β-actin抗体CST4970
iNOS抗体Proteintech18985-1-AP
Arg-1抗体Proteintech16001-1-AP
CytoFLEX流式细胞仪----

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
体外巨噬细胞炎症模型
Kupffer细胞分离纯度(F4/80阳性率)、LPS浓度和刺激时间、TO901317处理浓度和时间、ABCA1 shRNA转染效率
阅读提示:Materials and methods中的“Isolation of liver macrophage”、“In vitro transfection and lipopolysaccharide stimulation”以及图1、2的图注
大鼠肝移植急性排斥模型
大鼠品系(BN供体、LEW受体)、性别、体重、手术方式(磁吻合)、术后分组、药物剂量和给药途径、给药时间(术后立即,每24小时一次,共7天)、样本量(每组6只,除ABCA1shRNA组)
阅读提示:Materials and methods中的“LT model construction and treatment”及表3
ABCA1敲低实验
shRNA序列、转染方式(尾静脉注射,LT前14天)、转染效率验证方法(Western blot和RT-qPCR)
阅读提示:Materials and methods中的“In vitro transfection and lipopolysaccharide stimulation”及“LT model construction and treatment”
PI3K抑制剂实验
LY294002剂量(2 mg/kg/天)、给药途径(腹腔注射)、给药时间(与TO901317同时,持续7天)
阅读提示:Materials and methods中的“LT model construction and treatment”及图6图注
联合用药实验
他克莫司剂量(1 mg/kg/天)、给药途径(口服)、TO901317剂量(50 mg/kg/天)、给药时间(连续7天)
阅读提示:Materials and methods中的“LT model construction and treatment”及图7图注