糖酵解驱动Toll样受体配体诱导的肝窦内皮细胞成熟和免疫激活

Glycolysis Drives TLR Ligand-Induced Maturation and Immune Activation of Liver Sinusoidal Endothelial Cells

作者信息Yiwen Shu, Hu Yan, Hang Sun, Xin Gu, Elisabeth Littwitz-Salomon, Jia Liu, Jun Wu, Dongliang Yang, Xin Zheng, Mengji Lu, Yanqin Du
PMID42695766
期刊Liver Int
发布时间2026-10
DOI10.1111/liv.70864

实验完整度

包含体外原代细胞模型、慢性HBV小鼠模型,涉及功能验证(成熟、细胞因子、T细胞激活)、代谢分析(代谢组学、Seahorse)和机制验证(Western blot),证据层级完整。

主要模型

肝窦内皮细胞(LSECs) 野生型C57BL/6小鼠 慢性HBV复制小鼠模型

重点核对

LSEC纯度超过93%(经磁珠分选) TLR配体刺激浓度:P3C 10 μg/mL,ODN1826 1 μM 2-DG使用浓度:5 mM 慢性HBV模型建立:水动力注射pAAV-HBV1.2质粒 共培养时脾细胞与LSEC比例为2:1

摘要

背景与目的:肝窦内皮细胞(LSECs)是肝脏驻留的抗原提呈细胞,可诱导免疫耐受,这一特性被持续存在的病毒所利用。Toll样受体(TLR)配体可以克服这种耐受,但代谢重编程是否构成LSEC激活的基础仍未知。我们研究了TLR配体诱导的LSECs功能变化是否需要糖酵解,并探讨了其潜在机制。方法:从野生型和慢性乙型肝炎病毒(HBV)复制小鼠中分离的LSECs用TLR2配体P3C或TLR9配体ODN1826刺激。评估了LSEC成熟、细胞因子产生和T细胞启动能力。通过代谢组学和Seahorse分析测量糖酵解通量。使用糖酵解抑制剂2-脱氧-D-葡萄糖(2-DG),并检查了mTORC1通路的参与。结果:TLR2配体P3C促进LSEC成熟,而TLR9配体ODN1826增强IL-12产生。两种配体均增强了LSEC诱导的T细胞应答。在从慢性HBV复制小鼠模型中分离的LSECs中,P3C和ODN1826也诱导成熟并增强T细胞激活能力,尽管程度较弱。代谢组学和Seahorse分析显示,TLR2/9配体增强了LSECs中的糖酵解和氧化磷酸化,并伴随mTORC1/HIF-1α/c-Myc轴的激活。在野生型和慢性HBV模型中,用2-DG阻断糖酵解显着降低了P3C刺激的LSECs上共刺激分子的表达和ODN1826刺激的LSECs产生IL-12。机制上,2-DG抑制了mTORC1通路,从而减弱了TLR配体诱导的反应。结论:TLR配体诱导的LSEC激活和促炎功能关键依赖于通过mTORC1信号通路的糖酵解。这揭示了在固有刺激过程中LSEC免疫调节的关键代谢机制。

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
TLR配体诱导的LSEC成熟和促炎功能是否依赖糖酵解,并涉及何种机制?
核心机制
TLR2/9配体激活mTORC1/HIF-1α/c-Myc轴,驱动糖酵解,进而介导LSEC的成熟和促炎功能;抑制糖酵解(2-DG)激活AMPK,磷酸化Raptor从而抑制mTORC1通路。
主要证据
体外LSEC刺激实验表明P3C和ODN1826诱导成熟、细胞因子产生和T细胞激活;代谢组学和Seahorse分析显示糖酵解和氧化磷酸化增强;2-DG抑制这些效应并降低mTORC1通路蛋白磷酸化。
研究意义
揭示了LSEC免疫调节的关键代谢机制,并提出靶向LSEC代谢重编程可能为慢性HBV感染提供治疗策略。

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

TLR配体刺激LSEC评估成熟和T细胞启动能力

确定TLR2/9配体是否能诱导LSEC表型和功能成熟。

从野生型小鼠分离LSEC,以P3C、ODN1826等刺激24小时,通过流式检测成熟标记,ELISA检测细胞因子,与脾细胞共培养检测T细胞应答。

2

代谢重编程分析

探究TLR配体刺激后LSEC的代谢变化。

使用LC-MS非靶向代谢组学分析LSEC代谢物,通过Seahorse XF分析测量ECAR和OCR,并检测乳酸分泌。

3

糖酵解抑制实验

验证糖酵解对TLR配体诱导的LSEC免疫激活的必要性。

用2-DG预处理LSEC 1小时,再用P3C或ODN1826刺激,评估表型、细胞因子和T细胞激活能力,并检测mTORC1通路蛋白水平。

4

慢性HBV复制模型验证

评估在慢性HBV背景下TLR配体激活LSEC是否仍依赖糖酵解。

建立pAAV-HBV1.2质粒水动力注射的小鼠模型,分离LSEC,进行TLR刺激和2-DG处理,检测表型、细胞因子和T细胞应答。

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--
抗CD146磁珠Miltenyi Biotec130-092-007
OptiPrep密度梯度介质STEMCELL07820
Accutase酶Sigma-Aldrich--
2-脱氧-D-葡萄糖Sigma-Aldrich--
Pam3CSK4InvivoGen--
ODN1826InvivoGen--
聚肌苷酸-聚胞苷酸InvivoGen--
脂多糖InvivoGen--
GardiquimodInvivoGen--
ELISA试剂盒Thermo Fisher Scientific--
L-乳酸比色法试剂盒ElabscienceE-BC-K044-M
Seahorse XF HS Mini分析仪Agilent--
寡霉素Sigma--
鱼藤酮Sigma--
抗CD28和抗CD3抗体eBioscience--
单克隆抗体BD--
己糖激酶II抗体CST2867
Glut1抗体Abcamab115730
Akt抗体MCEHY-P80535
p-Akt抗体MCEHY-P80276
AMPK抗体CST2532
p-AMPK抗体CST2531
c-Myc抗体CST9402
mTOR抗体CST2972
p-mTOR抗体CST2971
Raptor抗体CST2280
p-Raptor抗体CST2083
Rictor抗体CST2114
p-Rictor抗体CST3806
HIF-1α抗体CST14179
S6K抗体CST9202
p-S6K抗体CST9234
4E-BP1抗体CST9452
p-4E-BP1抗体CST9459
β-肌动蛋白抗体SigmaA2228
二抗(兔抗鼠IgG)Jackson ImmunoResearch Laboratories--
二抗(山羊抗兔IgG)Jackson ImmunoResearch Laboratories--
ECL系统GE Healthcare--
FACS Canto II流式细胞仪BD--
FACS Symphony流式细胞仪BD--

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
细胞分离
小鼠品系、年龄、性别;灌注酶种类(0.1% Liberase);密度梯度离心介质(OptiPrep);阳性分选磁珠(anti-CD146)
阅读提示:Methods 2.3节
细胞培养
培养基(DMEM含10%FCS、2mM L-谷氨酰胺、Pen/Strep 100U/mL);培养板包被(collagen);恢复时间(过夜)
阅读提示:Methods 2.3节
TLR配体刺激
P3C浓度10 μg/mL;ODN1826浓度1 μM;刺激时间24小时
阅读提示:Methods 2.5节;Figure 1 legend
糖酵解抑制
2-DG浓度5 mM;预处理时间1小时
阅读提示:Methods 2.6节
T细胞共培养
脾细胞来源;anti-CD3/anti-CD28浓度(各1 μg/mL);共培养时间48-72小时;脾细胞与LSEC比例2:1
阅读提示:Methods 2.5节
慢性HBV模型构建
质粒pAAV-HBV1.2剂量6 μg;注射途径(尾静脉);小鼠周龄(5周龄);LSEC分离时间(注射后2-3周)
阅读提示:Methods 2.2节