ATG16L1调控急性药物性肝损伤中腹腔巨噬细胞的修复功能

ATG16L1 Regulates Reparative Function of Peritoneal Macrophages During Acute Drug-induced Liver Injury

作者信息Xun Wang, Xinyu Zhan, Yiyun Gao, Hao Wang, Zheng Liu, Mu Liu, Ling Lu, Haoming Zhou
PMID41197769
发布时间2026
DOI10.1016/j.jcmgh.2025.101674

实验完整度

高

包含体外原代肝细胞-巨噬细胞共培养、体内KO/KI小鼠模型及过继转移、转录组与免疫共沉淀机制验证等多层级证据

主要模型

C57BL/6J野生型小鼠APAP诱导急性肝损伤模型 髓系特异性ATG16L1敲除(Atg16L1ΔMφ)与过表达(Atg16L1OE)小鼠 原代腹腔巨噬细胞与原代肝细胞共培养体系

重点核对

APAP 300 mg/kg单次腹腔注射建立DILI模型,PM在APAP后12小时腹腔注射2×10^6个 髓系ATG16L1 KO/KI小鼠与WT供体PMs过继转移,检测24、48、72小时肝损伤与修复 CD45.1受体小鼠接受CD45.2供体PMs,通过CD45.2磁珠分选或流式检测肝内迁移 体外PM刺激条件:HA 1 mM、ATRA 10 μM、NAC 8 μM、DC-LC3in-D5 3 μM,均处理12小时 吞噬实验PM与pHrodo标记死肝细胞1:1共孵育45分钟;Transwell迁移实验8-μm孔径

摘要

背景与目的:急性药物性肝损伤(DILI)是急性肝功能障碍甚至肝衰竭的主要原因。据报道,腹腔巨噬细胞会侵入受损肝脏以进行组织修复。本研究旨在探讨自噬相关16样1基因(ATG16L1)在对乙酰氨基酚(APAP)所致DILI中调控腹腔巨噬细胞修复功能的作用。 方法:将髓系ATG16L1敲除(KO)、过表达(KI)或野生型(WT)小鼠以单次腹腔注射APAP(300 mg/kg)进行攻击。通过腹腔注射或清除腹腔巨噬细胞进行体内分析。采用原代肝细胞与腹腔巨噬细胞共培养进行体外分析。 结果:腹腔巨噬细胞能够响应DILI迅速侵入肝脏。腹腔巨噬细胞注射促进了DILI后炎症消退和肝脏修复,而清除腹腔巨噬细胞则损害了这些过程。DILI触发了肝内积聚的腹腔巨噬细胞中ATG16L1的表达。有趣的是,与WT或KI腹腔巨噬细胞相比,KO腹腔巨噬细胞通过Schlafen家族成员5(SLFN5)-CD44信号通路表现出增强的肝内迁移能力,导致输注KO腹腔巨噬细胞的小鼠在DILI后早期24小时损伤较轻。此外,ATG16L1介导的自噬通过调控活性氧(ROS)-Mer酪氨酸激酶(MerTK)信号促进腹腔巨噬细胞的吞噬作用和修复表型。而且,腹腔巨噬细胞ATG16L1依赖白细胞介素(IL)-10–C-X-C基序趋化因子受体2(CXCR2)轴促进肝细胞增殖。 结论:ATG16L1激活通过自噬-ROS-MerTK信号增强腹腔巨噬细胞吞噬作用和修复表型,并在DILI期间促进IL-10-CXCR2依赖的肝细胞增殖。腹腔巨噬细胞ATG16L1可能是DILI的新型治疗靶点。

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
ATG16L1是否以及如何调控急性APAP诱导肝损伤中腹腔巨噬细胞的修复功能,包括迁移、吞噬和促肝细胞增殖。
核心机制
ATG16L1介导的自噬通过ROS-MerTK信号促进腹腔巨噬细胞吞噬和IL-10表达,并通过IL-10-CXCR2轴促进肝细胞增殖;ATG16L1缺失通过SLFN5-CD44信号增强腹腔巨噬细胞肝内迁移但抑制吞噬与修复。
主要证据
在APAP诱导DILI小鼠中,PM过继转移/清除、髓系ATG16L1 KO/KI、CD45.2/CD45.1迁移追踪、体外吞噬与共培养实验、RNA-seq及免疫共沉淀共同验证了ATG16L1对PM迁移、吞噬、IL-10分泌及肝细胞PCNA/CXCR2表达的调控。
研究意义
研究提示腹腔巨噬细胞ATG16L1可能作为DILI的新型治疗靶点,通过增强炎症消退和组织修复改善APAP肝毒性。

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

APAP诱导DILI模型与腹腔巨噬细胞迁移检测

验证腹腔巨噬细胞是否响应APAP肝损伤而迁移至肝脏。

WT小鼠接受APAP 300 mg/kg腹腔注射,24小时后收集肝组织,通过F4/80与GATA6免疫组化和免疫荧光检测肝内腹腔巨噬细胞;CD45.1小鼠接受CD45.2 PMs后在不同时间点检测肝内供体细胞。

2

PM过继转移或清除对肝损伤修复的影响

明确腹腔巨噬细胞对APAP肝损伤后炎症消退和肝修复的功能作用。

分离PMs并在APAP后腹腔注射,或使用氯膦酸盐脂质体清除PMs,检测肝组织H&E、TUNEL、CD31、血清ALT/AST、IL-1β、IL-10及CD11b/Ly6G免疫荧光。

3

髓系ATG16L1 KO/KI小鼠的构建与PM功能验证

确定ATG16L1在腹腔巨噬细胞促修复功能中的必要性。

构建髓系ATG16L1敲除(Atg16L1ΔMφ)和过表达(Atg16L1OE)小鼠,Western blot验证;将WT、KO、KI PMs注射入APAP处理WT小鼠,检测肝修复指标。

4

ATG16L1调控PM迁移的机制解析

阐明ATG16L1影响PM肝内迁移的分子通路。

通过CD45.2/CD45.1嵌合体追踪肝内PM迁移;使用PTX、CD44抑制剂或HA预处理;检测肝组织HA、CD44表达、Transwell迁移、RNA-seq筛选差异基因及SLFN5-CD44免疫共沉淀。

5

ATG16L1-自噬-ROS-MerTK调控PM吞噬与IL-10

验证ATG16L1通过自噬和ROS-MerTK信号调控PM吞噬和抗炎表型。

检测DILI后肝内PM自噬标志物LC3/p62;体外使用ATRA抑制MerTK、NAC清除ROS、DC-LC3in-D5抑制自噬,检测PM吞噬pHrodo标记死肝细胞及IL-10表达。

6

ATG16L1调控PM促肝细胞增殖的IL-10-CXCR2轴验证

验证PM ATG16L1通过IL-10-CXCR2轴促进肝细胞增殖。

体内PM转移后检测肝组织PCNA与CXCR2;体外HA刺激PMs与原代肝细胞共培养,使用IL-10中和抗体,检测肝细胞PCNA/CXCR2表达及PM IL-10分泌。

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
对乙酰氨基酚MCEHY-66005
全反式维甲酸Sigma AldrichR2625
N-乙酰半胱氨酸MCEHY-B0215
DC-LC3in-D5MCEHY-141882
透明质酸FishReagEHBY-3000
IV型胶原酶Sigma-Aldrich--
Percoll分离液SigmaP1644
MagniSort小鼠CD45.2阳性选择试剂盒Invitrogen8802-6849-74
CMFDA绿色荧光染料Yeasen Biotechnology40721ES72
pHrodo红色染料Thermo Fisher ScientificP36600
百日咳毒素Sigma-AldrichP7208
Angstrom6MCEHY-P2230
透明质酸Sigma AldrichH3884
活性氧检测试剂盒BeyotimeS0033S
TUNEL反应混合液Roche--
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher ScientificL3000015
Slfn-5小干扰RNASanta Cruz Biotechnology, Incsc-153590
MerTK小干扰RNAThermo Fisher Scientific155331
阴性对照小干扰RNAQiagenSI03650318
IL-10中和抗体MCEJES5-2A5
大鼠IgG1 kappa同型对照抗体Thermo Fisher Scientific14-4301-82
抗F4/80抗体Abcamab11101
抗GATA6抗体proteintech67943-1-Ig
抗ATG16L1抗体Abcamab188642
抗CD31抗体Abcamab222783
透明质酸结合蛋白1/C1QBPMCEHY-P76185
抗LC3抗体Abcamab192890
抗CD11b抗体Abcamab8878
抗Ly6G抗体CST88876
抗Clec4f抗体R&D SystemsMAB2784
抗PCNA抗体Abcamab29
山羊抗小鼠AF488InvitrogenA-11001
驴抗大鼠Cy3Jackson712-165-153
山羊抗兔Cy5Abcamab6564
抗ATG16L1抗体Abcamab187671
抗CD44抗体Abcamab243894
抗OAS3抗体proteintech21915-1-AP
抗SLFN5抗体AIFang biologicalAF15102
抗DHX58抗体proteintech11355-1-AP
抗EIF2AK2抗体proteintech18244-1-AP
抗TRIM21抗体proteintech12108-1-AP
抗MerTK抗体proteintech27900-1-AP

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DILI与PM过继转移
APAP剂量300 mg/kg、腹腔注射;PMs注射数量2×10^6个/只、注射时间APAP后12小时;检测时间点24/48/72小时;禁食条件
阅读提示:Materials and Methods中“APAP Injury and Adoptive Transfer of PMs”小节
PM清除实验
CLL剂量0.1 mL、腹腔注射、APAP前7天给药;对照脂质体;确认低剂量CLL不改变肝脏KCs数量
阅读提示:Materials and Methods中“APAP Injury and Adoptive Transfer of PMs”小节及Figure 2H
体外PM刺激与吞噬实验
HA 1 mM、ATRA 10 μM 3小时、NAC 8 μM 12小时、DC-LC3in-D5 3 μM 12小时;PM与pHrodo死肝细胞1:1共孵育45分钟;CMFDA 1 μM 30分钟、pHrodo 20 ng/mL 30分钟
阅读提示:Materials and Methods中“Extraction, Culture, and Counting of Mouse PMs”和“In Vitro Phagocytosis Assay”小节
迁移实验
体内PTX 15 μg/kg、CD44抑制剂Angstrom6 100 mg/kg、HA 5 units/kg;体外Transwell 8-μm孔径、CD44抑制剂10 nM、PM 4×10^4/上室、肝细胞4×10^4/下室
阅读提示:Materials and Methods中“Migration Assay”小节及Figure 5D、5J
PM/肝细胞共培养与IL-10中和
肝细胞2×10^5/孔、PMs 1×10^6/孔、Transwell 0.4-μm、共培养12小时;IL-10中和抗体50 ng/mL、同型对照50 ng/mL
阅读提示:Materials and Methods中“Establishment of the PM/Hepatocyte Co-culture System”小节及Figure 9