铁-槲皮素复合物增强间充质干细胞介导的HGF分泌和c-Met激活,通过抑制肾小管细胞凋亡改善急性肾损伤

Iron-Quercetin complex enhances mesenchymal stem cell-mediated HGF secretion and c-Met activation to ameliorate acute kidney injury through the prevention of tubular cell apoptosis.

作者信息Yuan-Xia Zou, Jiraporn Kantapan, Hong-Lian Wang, Jian-Chun Li, Hong-Wei Su, Jian Dai, Nathupakorn Dechsupa, Li Wang
PMID39802634
发布时间2024-12-17
DOI10.1016/j.reth.2024.12.003

实验完整度

包含体内小鼠模型、体外细胞实验、RNA-seq及基因功能验证等多层级验证,并明确功能及机制验证。

主要模型

雄性C57BL/6小鼠顺铂诱导AKI模型 小鼠骨髓间充质干细胞(MSCs) 小鼠肾小管上皮细胞系(mTEC)

重点核对

MSCs分离自3-4周龄雄性C57BL/6小鼠骨髓,使用第三代细胞 IronQ预处理浓度200 μg/mL,孵育48小时 顺铂诱导AKI剂量20 mg/kg腹腔注射,尾静脉注射1×10^6个细胞 su11274(c-Met抑制剂)剂量0.2 mg/kg腹腔注射,每日一次

摘要

背景:急性肾损伤(AKI)是一种危及生命的临床综合征,目前尚无有效治疗方法。本研究旨在探讨铁-槲皮素复合物(IronQ)预处理是否能增强间充质干细胞(MSCs)在AKI中的治疗效果,并探索其潜在机制。方法:在雄性C57BL/6小鼠中建立顺铂诱导的AKI模型,随后静脉注射1x10^6 MSCs或IronQ预处理的MSCs(MSCIronQ)。治疗后第三天分析肾功能、组织学和肾小管细胞凋亡。体外实验中,使用顺铂诱导小鼠肾小管上皮细胞(mTECs)凋亡,然后用MSCs或MSCIronQ条件培养基(CM)处理。通过TUNEL检测、RT-PCR和蛋白质印迹评估凋亡。此外,对MSCIronQ进行RNA测序(RNA-seq)以探索潜在机制。结果:与MSC处理的AKI小鼠相比,MSCIronQ处理的小鼠肾功能和组织学结果显著改善,肾小管细胞凋亡减少。在顺铂处理的mTECs暴露于MSCIronQ-CM时观察到类似效果。机制上,RNA-seq及后续验证显示,IronQ处理显著上调了MSCs中肝细胞生长因子(HGF)的表达和分泌。此外,RNA干扰或抗体介导的HGF中和有效地消除了MSCIronQ对mTECs的抗凋亡作用。这一机制见解通过在体外和体内模型中用药物抑制c-Met(HGF的特异性受体)得到加强。结论:IronQ预处理通过促进HGF表达和分泌,激活HGF/c-Met通路抑制肾小管细胞凋亡,从而增强MSCs在AKI中的疗效。这些发现表明IronQ改善了基于MSCs的疗法,并为分子机制提供了见解,支持开发更好的AKI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
IronQ预处理是否能增强MSCs在AKI中的治疗效果及其潜在机制。
核心机制
IronQ预处理上调MSCs中HGF的表达和分泌,通过激活HGF/c-Met通路抑制肾小管细胞凋亡,从而改善AKI。
主要证据
体内小鼠模型和体外mTEC实验均显示MSCIronQ优于MSCs;RNA-seq揭示HGF上调,siRNA敲低或抗体中和HGF逆转保护作用,c-Met抑制剂削弱效果。
研究意义
为优化MSCs治疗AKI提供新策略,并揭示其分子机制,支持开发更好的AKI治疗方案。

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

MSCs分离与IronQ预处理

确定IronQ最佳处理浓度并验证其被MSCs摄取。

从C57BL/6小鼠骨髓分离MSCs,用不同浓度IronQ处理,通过CCK8确定最佳浓度(200 μg/mL),普鲁士蓝染色确认摄取。

2

体内AKI模型建立与治疗

评估MSCIronQ对顺铂诱导AKI小鼠的肾脏保护作用。

建立顺铂诱导AKI模型,尾静脉注射MSCs或MSCIronQ,检测肾功能指标和组织学变化。

3

体外mTEC凋亡实验

验证MSCIronQ-CM对顺铂诱导的mTEC凋亡的保护作用。

用顺铂处理mTEC,加入MSC-CM或MSCIronQ-CM共培养,检测凋亡相关基因和蛋白。

4

RNA-seq和机制探索

鉴定MSCIronQ中差异表达基因,探索其保护机制。

对MSCs和MSCIronQ进行RNA-seq,鉴定HGF等差异表达基因,并通过RT-PCR、Western blot和ELISA验证。

5

HGF功能验证

验证HGF在MSCIronQ抗凋亡作用中的关键角色。

使用siRNA敲低HGF或中和抗体处理MSCIronQ-CM,评估其对mTEC凋亡的影响。

6

c-Met抑制实验

验证HGF/c-Met通路在MSCIronQ保护作用中的必要性。

在体外和体内使用c-Met抑制剂su11274,观察阻断后MSCIronQ抗凋亡和肾脏保护作用的变化。

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
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素Beyotime BiotechnologyC0222
DMEM/F12培养基Gibco--
红细胞裂解液SolarbioR1010
铁-槲皮素复合物----
顺铂Sigma-AldrichP4394
重组小鼠HGFPEPROTECH315-23
su11274MedChemExpressHY-12014
HGF siRNATsingke Biotechnology--
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Thermo Fisher--
CCK-8试剂盒Beyotime BiotechnologyC0037
普鲁士蓝反应液SolarbioG1422
Triton X-100----
DAPI----
血清肌酐检测试剂盒Jiancheng--
尿素检测试剂盒Jiancheng--
HGF ELISA试剂盒NeobioscienceEMC037
Trizol试剂Invitrogen--
逆转录试剂盒Promega--
PCR预混液TaKaRa--
RIPA裂解液Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜----
ECL化学发光底物AffinityKF8005
Hieff NGS™ MaxUp双模式mRNA文库制备试剂盒YEASEN12301ES96
NovaSeq测序平台Illumina--
一步法TUNEL凋亡检测试剂盒BeyotimeC1089
BD FACSCanto II流式细胞仪BD Biosciences--
ECLIPSE Ti倒置荧光显微镜Nikon--
Eclipse 80i显微镜Nikon--
DM4B正置荧光显微镜Leica--
EVOS FL Auto荧光显微镜Thermo--
ChemiScope 600 EXp化学发光成像系统ClinX--
酶标仪BioTek Instruments--

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
MSCs分离与培养
MSCs来源:3-4周龄雄性C57BL/6小鼠骨髓;培养基:DMEM+10%FBS+1%青霉素/链霉素;培养条件:37°C、5%CO2;使用第三代细胞。
阅读提示:Methods 2.1节
IronQ预处理
IronQ浓度200 μg/mL孵育48小时,然后PBS洗涤并更换为无血清DMEM培养24小时收集CM。
阅读提示:Methods 2.1节
体内AKI模型
雄性C57BL/6小鼠6-8周龄,体重22-25g;顺铂单次腹腔注射20 mg/kg;MSCs或MSCIronQ尾静脉注射1×10^6个细胞/100 μL;治疗后3天处死。
阅读提示:Methods 2.6节
体外mTEC实验
mTEC细胞系;顺铂浓度200 ng/mL处理24小时;CM处理24小时。
阅读提示:Methods 2.4节
HGF敲低与中和
HGF siRNA序列(sense:GGAUAACUUUGUCAGUACA;antisense:UGUACUGACAAAGUUAUCC);转染试剂Lipofectamine RNAiMAX;验证敲低效率。
阅读提示:Methods 2.4节
c-Met抑制
su11274体外浓度10 μM;体内剂量0.2 mg/kg腹腔注射,每日一次,溶媒DMSO/玉米油(1:9)。
阅读提示:Methods 2.6节