单核细胞Dll4促进HIV感染者的全身性炎症

Monocyte Dll4 Contributes to Systemic Inflammation in People Living With HIV

作者信息Shumin Wang, Meera V Singh, Craig N Morrell, Hongmei Yang, Jordan Rhen, Tengge Wang, Laith Awad Mohamad, Jasmine Jiayuan Xu, Tiffany Nguyen, Sara Ture, Alicia Tyrell, Jinghan Zhang, Sanjay B Maggirwar, Giovanni Schifitto, Jinjiang Pang
PMID42283084
期刊Circ Res
发布时间2026-07-17
DOI10.1161/CIRCRESAHA.125.326836

实验完整度

包含临床样本、体外原代细胞、细胞系及功能验证

主要模型

人原代单核细胞 THP-1细胞 HIV感染者队列 HUVEC

重点核对

单核细胞mDll4通过流式细胞术检测,至少获取20,000个单核细胞门内事件 血浆exDll4通过ELISA检测,使用100μl未稀释血浆,每个样本重复检测并取平均值 原代单核细胞用LPS或TNF-α刺激24小时,Western blot检测Dll4和N1-ICD蛋白 THP-1细胞转染30μM对照或Dll4 siRNA,在LPS或TNF-α刺激下进行RNA测序,每组n=5 单核细胞粘附和跨内皮迁移实验,THP-1细胞用Calcein AM标记,HUVEC单层上粘附40分钟或迁移4小时

摘要

背景:在HIV感染者(PLWH)中,持续性全身性炎症驱动包括心脑血管疾病在内的合并症。单核细胞介导的炎症,而非T细胞活化,是慢性炎症的主要驱动因素。然而,其潜在机制仍不清楚。在这里,我们研究了delta样配体4(Dll4)-Notch信号在单核细胞介导的炎症中的作用。方法:在临床标本中,我们定量了单核细胞膜结合型Dll4(mDll4)的表达和血浆中细胞外Dll4(exDll4)的水平。我们还分析了PLWH中循环exDll4与单核细胞亚群之间的关联。在体外,用脂多糖(LPS)或肿瘤坏死因子-α(TNF-α)刺激人原代单核细胞、内皮细胞和T细胞,以评估Dll4 mRNA和蛋白表达以及exDll4分泌。在Dll4沉默后进行RNA测序以确定下游信号通路。此外,通过分子和功能研究检查了Dll4-Notch1信号对干扰素相关基因表达、单核细胞粘附和跨内皮迁移的影响。结果:男性和女性PLWH均表现出显著增加的mDll4表达、Dll4-Notch1信号激活以及增加的Notch靶向炎症因子。尽管PLWH中单核细胞mDll4不因性别而异,但与未感染HIV的个体相比,男性(而非女性)的血浆exDll4显著升高。在男性PLWH中,血浆exDll4水平与单核细胞mDll4表达平行。在男性PLWH中,循环exDll4与促炎单核细胞正相关,与经典单核细胞负相关。在机制上,LPS或TNF-α强烈增加人原代单核细胞中Dll4 mRNA和蛋白表达,并伴随单核细胞分泌exDll4,但内皮细胞或T细胞不分泌。Dll4沉默后的RNA测序显示,Dll4-Notch信号抑制由干扰素和NF-κB调控的广泛抗病原体程序,以及细胞运动相关基因。在分子水平上,Dll4激活Notch1,上调Hes1,与信号转导和转录激活因子(STATs)形成异源三聚体,并抑制干扰素通路相关基因表达。在功能上,Dll4缺失显著减少单核细胞粘附和跨内皮迁移。结论:促炎信号上调单核细胞中的Dll4并激活Dll4-Notch信号,从而抑制抗病毒反应并增强单核细胞跨内皮迁移。总之,这些效应维持了两性PLWH的全身性炎症。我们的数据确定单核细胞来源的Dll4是全身性炎症的有前景的生物标志物和治疗靶点。

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
单核细胞中的Dll4-Notch信号是否驱动HIV感染者的持续性全身性炎症?
核心机制
促炎刺激上调单核细胞Dll4,激活Dll4-Notch1信号,上调Hes1,Hes1与STAT1-STAT2或STAT2-STAT3形成异源三聚体,抑制干扰素通路相关基因表达;同时通过RBP-J抑制细胞运动基因,从而增强单核细胞粘附和跨内皮迁移,维持全身性炎症。
主要证据
在PLWH单核细胞中观察到mDll4和Dll4-Notch1信号升高;体外LPS/TNF-α刺激增加原代单核细胞和THP-1细胞中Dll4表达和exDll4分泌;Dll4沉默后RNA测序显示干扰素和NF-κB通路去抑制;Co-IP验证Hes1与STAT2相互作用;功能实验显示Dll4缺失减少单核细胞粘附和跨内皮迁移。
研究意义
单核细胞Dll4和血浆exDll4可作为HIV相关合并症(如心脑血管疾病)的生物标志物和潜在治疗靶点。

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

临床样本中单核细胞mDll4和血浆exDll4的检测

验证PLWH中单核细胞Dll4表达和血浆exDll4水平是否升高,并分析其与单核细胞亚群的关联。

使用流式细胞术检测PBMC中单核细胞mDll4表达和单核细胞亚群分布;使用ELISA检测血浆exDll4水平;分析exDll4与单核细胞亚群的关联。

2

体外验证促炎刺激对单核细胞Dll4表达和分泌的影响

确定LPS和TNF-α是否能诱导单核细胞Dll4表达和exDll4分泌。

用LPS或TNF-α刺激THP-1细胞和原代单核细胞,检测Dll4 mRNA和蛋白表达,以及培养上清中exDll4水平。

3

Dll4沉默后的RNA测序和通路分析

确定Dll4-Notch信号下游调控的基因和通路。

THP-1细胞转染Dll4 siRNA或对照siRNA,在LPS或TNF-α刺激下进行RNA测序,进行差异表达和富集分析。

4

Hes1与STAT复合物相互作用的验证

验证Hes1是否与STAT1/2或STAT2/3形成异源三聚体,抑制干扰素信号。

使用AlphaFold 3预测Hes1-STAT复合物结构,并通过Co-IP在THP-1细胞中验证Hes1与STAT2的相互作用。

5

单核细胞粘附和跨内皮迁移功能实验

评估Dll4-Notch1信号对单核细胞粘附和跨内皮迁移的影响。

THP-1细胞转染Dll4 siRNA或对照siRNA,在LPS或TNF-α存在下,进行粘附实验和跨内皮迁移实验。

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
Quantikine ELISA试剂盒Aviva Systems BiologyOKEH02321
RPMI-1640培养基----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
非必需氨基酸----
脂多糖Sigma-AldrichL3012
重组人TNF-αPeproTech300-01A
EasySep™ 人单核细胞富集试剂盒(不去除CD16)STEMCELL Technologies19058
Ficoll-Paque® PlusCytiva--
CryoStor® CS10StemCell Technologies100-1061
抗人CD32Biolegend303202
抗人CD64Biolegend305002
抗CD16-FITCBioLegend--
抗Dll4-PEBioLegend--
Lipofectamine™ RNAiMAXInvitrogen13778
RNeasy Mini KitQiagen--
TruSeq Stranded mRNA LT样本制备试剂盒Illumina--
钙黄绿素AMCayman Chemical Company14948
Transwell® 5.0 μm孔径聚碳酸酯膜插入物Corning3421
重组人趋化因子MCP-1Thermo Fisher Scientific300-04-5UG

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
临床样本采集与处理
样本来源:HIV感染者105例(25女80男),未感染对照105例(31女74男);样本类型:血浆和PBMC;储存条件:血浆-80°C,PBMC液氮不超过两年
阅读提示:Methods中Human subjects部分
流式细胞术检测mDll4
抗体稀释比例:anti-CD14-APC 1:100,anti-CD16-FITC 1:100,anti-Dll4-PE 1:20;获取事件数:至少20,000个单核细胞门内事件;数据分析软件:FlowJo
阅读提示:Methods中Flow cytometry部分和图1A
ELISA检测exDll4
血浆用量:100μl未稀释;重复:每个样本重复检测并取平均值;试剂盒:Quantikine ELISA kit (OKEH02321, Aviva Systems Biology)
阅读提示:Methods中ELISA部分
原代单核细胞刺激
细胞数:1×10^6细胞/2ml;刺激物浓度:LPS 200ng/mL,TNF-α 20ng/mL;刺激时间:12和24小时;培养板:12孔板
阅读提示:Methods中Cell culture部分
RNA测序和Dll4沉默
siRNA浓度:30μM;转染试剂:Lipofectamine RNAiMAX;刺激条件:LPS或TNF-α;每组样本量:n=5;测序平台:Illumina NextSeq 550
阅读提示:Methods中THP-1 Cell RNA Isolation, Bulk RNA Sequencing, and Bioinformatics部分