缺失液泡膜蛋白1通过调节炎症和肝细胞增殖保护小鼠免受对乙酰氨基酚诱导的肝损伤

Loss of Vacuole Membrane Protein 1 Protects Against Acetaminophen-induced Liver Injury by Modulating Inflammation and Hepatocyte Proliferation

作者信息Khue Nguyen, Mengwei Niu, Hong-Min Ni
PMID42714250
发布时间2026-09-09
DOI10.1093/toxsci/kfag112

实验完整度

高

包含人APAP ALF RNA-seq数据集分析、肝特异性Vmp1敲除小鼠体内模型、原代肝细胞及肝组织生化与组织学验证,具备功能与机制验证。

主要模型

C57BL/6J野生型小鼠 肝脏特异性Vmp1敲除(Vmp1LKO)小鼠 人APAP急性肝衰竭RNA-seq数据集(GSE255777、GSE223559)

重点核对

APAP给药剂量500 mg/kg,腹腔注射,取材时间2、6、24、48 h 每组3至6只小鼠,2至3月龄雄性 血清ALT活性与H&E染色坏死面积定量 肝脏GSH浓度及APAP蛋白加合物(APAP-AD)免疫印迹 PCNA免疫组化与免疫印迹评估肝细胞增殖

摘要

对乙酰氨基酚(APAP)过量是严重肝损伤和急性肝衰竭(ALF)的主要原因。肝脏巨噬细胞增多可促进炎症并清除坏死细胞碎片,从而促进APAP诱导肝损伤时的肝脏修复再生状态。液泡膜蛋白1(VMP1)是一种对内体自噬至关重要的内质网跨膜蛋白。肝脏中缺失VMP1会损害自噬。VMP1在APAP诱导肝损伤中的作用尚不清楚。本研究分析了人类APAP ALF RNA测序数据库。肝脏特异性Vmp1敲除(Vmp1LKO)小鼠和匹配的野生型(Vmp1LWT)小鼠被给予500 mg/kg APAP。评估了肝损伤、坏死和其他生化分析。在人类APAP ALF肝脏中发现VMP1和自噬相关基因的mRNA水平升高。APAP处理后,WT小鼠的血清ALT和肝脏坏死增加。APAP处理后,WT小鼠肝脏中LC3B-II和p62增加,但VMP1蛋白减少。与WT同窝小鼠相比,Vmp1LKO小鼠的肝损伤显著减少。两种基因型的基础肝脏CYP2E1和谷胱甘肽(GSH)水平相似,但Vmp1LKO肝脏中存在增加的脂质负载巨噬细胞(泡沫细胞)。有趣的是,Vmp1LKO小鼠肝脏中APAP蛋白加合物形成减少,但两种表型的线粒体损伤相似。在APAP处理的Vmp1LWT肝细胞中观察到过氧亚硝酸盐形成,但在Vmp1LKO小鼠肝脏的泡沫细胞中有限。此外,Vmp1LKO小鼠肝脏中GSH补充和肝再生增强。总之,肝脏VMP1缺失通过补充GSH、调节炎症和增强肝再生来保护小鼠免受APAP诱导的肝损伤。

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
VMP1在APAP诱导的肝损伤中发挥什么作用?
核心机制
肝脏VMP1缺失通过激活Nrf2通路促进GSH合成与补充,减少过氧亚硝酸盐介导的硝基酪氨酸蛋白加合物形成,并调节炎症和促进肝再生,从而保护小鼠免受APAP诱导的肝损伤。
主要证据
人APAP ALF RNA-seq显示VMP1和自噬相关基因mRNA升高;Vmp1LKO小鼠APAP处理后血清ALT和坏死面积显著低于WT;Vmp1LKO肝脏GSH在6 h显著高于WT,APAP-AD减少,硝基酪氨酸仅见于泡沫细胞;PCNA阳性肝细胞和蛋白水平在Vmp1LKO小鼠显著增加。
研究意义
提示靶向VMP1或增强GSH补充和肝再生可能为APAP诱导的急性肝衰竭提供潜在干预策略。

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

人APAP ALF数据库分析

探索VMP1及自噬相关基因在APAP诱导ALF中的表达变化

分析GSE255777和GSE223559两个人类APAP ALF RNA-seq数据集,检测VMP1、SQSTM1/p62、MAP1LC3B mRNA水平

2

WT小鼠APAP时间进程实验

明确APAP诱导肝损伤的动态变化及VMP1表达改变

2至3月龄雄性C57BL/6J WT小鼠腹腔注射APAP 500 mg/kg,于2、6、24、48 h采集血液和肝组织,检测血清ALT、H&E染色、免疫印迹检测VMP1、LC3B、p62、p-JNK

3

Vmp1LKO小鼠APAP损伤评估

验证肝脏Vmp1缺失是否影响APAP诱导的肝损伤

2至3月龄雄性Vmp1LKO及匹配WT小鼠腹腔注射APAP 500 mg/kg,于2、6、24 h采集血液和肝组织,检测血清ALT、H&E染色坏死面积、F4/80和CD68免疫组化、TUNEL染色

4

GSH与APAP-AD代谢分析

探究Vmp1缺失是否改变APAP生物活化及GSH代谢

检测肝脏GSH浓度,免疫印迹检测肝脏和血清APAP-AD、CYP2E1、p-JNK蛋白水平

5

线粒体损伤与硝基酪氨酸分析

评估Vmp1缺失对线粒体损伤和过氧亚硝酸盐形成的影响

提取胞质和线粒体组分,免疫印迹检测线粒体APAP-AD、p-JNK、AIF、endo G、cytochrome c、Bax;qPCR检测Nrf2靶基因Gclc、Gclm、Nqo1;免疫组化检测硝基酪氨酸

6

肝细胞增殖与再生评估

验证Vmp1缺失是否促进APAP损伤后的肝再生

PCNA免疫组化和免疫印迹,检测p-S6、p-4EBP1、SOX9、p-YAP S127和YAP蛋白水平

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
SQSTM1/p62抗体AbnovaH00008878-M01
β-肌动蛋白抗体SigmaA5441
核酸内切酶G抗体Cell Signaling Technologies4969
增殖细胞核抗原抗体Cell Signaling Technologies13110
ATG6/Beclin-1抗体Cell Signaling Technologies3495
磷酸化c-Jun N端激酶抗体Cell Signaling Technologies4668
JNK抗体Cell Signaling Technologies9252
甘油醛3-磷酸脱氢酶抗体Cell Signaling Technologies2118
VMP1抗体Cell Signaling Technologies12929
磷酸化S6抗体Cell Signaling Technologies4858
S6抗体Cell Signaling Technologies2217
磷酸化4EBP1抗体Cell Signaling Technologies9451
4EBP1抗体Cell Signaling Technologies9452
磷酸化YAP S127抗体Cell Signaling Technologies4911
YAP抗体Cell Signaling Technologies14074
Sox9抗体Cell Signaling Technologies82630
凋亡诱导因子抗体Abcamab32516
细胞色素P450 2E1抗体Abcamab28146
3-硝基酪氨酸抗体Abcamab61392
Bcl-2相关X蛋白抗体BD Pharmingen556467
细胞色素c抗体BD Pharmingen556433
电压依赖性阴离子通道抗体Calbiochem529534
ImmPRESS HRP抗兔IgG(过氧化物酶)聚合物检测试剂盒Vector LaboratoriesMP-7401-50
对乙酰氨基酚Sigma AldrichA7085
0.9%氯化钠溶液HycloneZ1377
蛋白酶抑制剂混合物Selleck ChemicalsB14001
SuperSignal West Pico plus化学发光底物ThermoFisher Scientific34580
原位细胞死亡检测TUNEL试剂盒Sigma-Aldrich11684817910
GSH检测试剂盒MedChem Express100 T
TRIzol试剂ThermoFisher Scientific15596026
RevertAid H minus逆转录酶Thermo Fisher ScientificEP0451
SYBR Green混合液BimakeB21202

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
APAP诱导肝损伤动物模型
小鼠品系(C57BL/6J)、性别(雄性)、年龄(2-3月龄)、APAP剂量(500 mg/kg)、给药途径(腹腔注射)、取材时间点(2、6、24、48 h)、每组动物数(3-6只)、是否 fasting(未 fasting)
阅读提示:Methods中Animal experiments小节及对应Figure legend(Fig.1-5)
Vmp1LKO小鼠基因型验证
Vmp1flox小鼠背景(C57BL/6N)、Cre品系(Albumin-Cre,C57BL/6J)、对照(Vmp1LWT同窝小鼠)
阅读提示:Methods中Animal experiments小节
肝脏GSH和APAP-AD检测
GSH检测试剂盒(MedChem Express #100 T)、取材时间(2、6、24 h)、免疫印迹抗体(抗APAP-AD抗体由Dr Lance Pohl提供)
阅读提示:Methods中Hepatic GSH measurement小节及Results中对应描述(Fig.3)
肝细胞增殖评估
PCNA免疫组化与免疫印迹、取材时间(6、24 h)、抗体(Cell Signaling Technologies #13110)
阅读提示:Methods中Histology and immunohistochemistry及Immunoblot小节,Fig.5 legend
人APAP ALF RNA-seq数据分析
数据集GSE255777(2例健康,1例APAP-ALF)和GSE223559(3例健康,2例APAP-ALF)、样本量限制(GSE25577未进行统计分析)
阅读提示:Methods中RNA sequencing analysis小节