鉴定肾纤维化中成纤维细胞异质性
无偏识别肾纤维化过程中成纤维细胞亚群及其功能特征
重新分析scRNA-seq数据,基于经典标志物区分成纤维细胞与间充质细胞,差异表达基因和GO分析揭示亚群功能;计算ECM评分和炎症因子评分。
CD248 acts as a mechanosensory switch in fibroblast subsets to establish distinct pathological niches in renal fibrosis.
整合scRNA-seq、患者样本、多种基因敲除/条件敲除小鼠模型、体外细胞实验及抗体干预,含功能与机制验证
CKD患者肾活检组织(56例)与正常对照肾组织(7例) uIRI和UUO肾纤维化小鼠模型 Cd248CreERT;TdTomato-DTR、Cd248-/-、Col1a2CreERTCd248fl/fl、Cd248CreERTYap1fl/fl等基因工程小鼠 原代小鼠肾成纤维细胞及HFL1人成纤维细胞系
uIRI模型左侧肾蒂夹闭40分钟,UUO模型左侧输尿管双重结扎 他莫昔芬2 mg连续5天腹腔注射诱导Cre;白喉毒素25 ng/g每周两次腹腔注射清除CD248+细胞 IgG78首剂10 mg/kg、后续5 mg/kg,每周两次静脉注射 原代成纤维细胞使用3-5代,TGF-β 5 ng/ml处理,培养基每日更换,持续7天 RNAscope检测DCN、POSTN、CCL19、CCL2探针;统计采用one-way ANOVA+Tukey或双尾Student's t检验
提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
无偏识别肾纤维化过程中成纤维细胞亚群及其功能特征
重新分析scRNA-seq数据,基于经典标志物区分成纤维细胞与间充质细胞,差异表达基因和GO分析揭示亚群功能;计算ECM评分和炎症因子评分。
确定ECM-Fibs和i-Fibs在肾脏组织中的空间定位及与病理特征的相关性
对纤维化肾组织连续切片进行RNAscope检测DCN、POSTN、CCL19、CCL2,结合PAS、Masson染色和免疫荧光,分析亚群丰度与eGFR、胶原沉积面积的相关性。
探究成纤维细胞亚群间的可塑性及驱动转换的生物学过程
使用Monocle进行轨迹推断,鉴定沿拟时间动态变化的两大基因簇,进行功能富集分析;通路评分分析NF-κB和YAP信号;多重免疫荧光验证YAP与NF-κB互斥;AFM检测基质硬度。
寻找ECMhi Fibs上可靶向的细胞表面分子
将ECMhi Fibs差异表达膜分子与人类膜蛋白数据库取交集,相关性分析排名前8的膜标志物,小提琴图展示亚群表达;免疫荧光验证CD248与COL1A1共定位及与临床指标相关性。
确定CD248+肌成纤维细胞在肾纤维化中的作用
构建Cd248CreERT;TdTomato-DTR小鼠,TAM诱导后DT清除CD248+细胞,在uIRI和UUO模型中评估胶原沉积、羟脯氨酸含量及α-SMA、FN表达;FACS分选CD248+和CD248-成纤维细胞进行bulk mRNA-seq。
明确成纤维细胞表达的CD248对肌成纤维细胞活化和纤维化的细胞自主性贡献
使用Cd248-/-小鼠和Col1a2CreERTCd248fl/fl小鼠,在uIRI和UUO模型中评估SR染色、羟脯氨酸含量和FN免疫组化;Western blot检测α-SMA、COL1A1、FN。
阐明CD248如何通过黏着斑-YAP通路调控肌成纤维细胞活化
对CD248-/-小鼠纤维化肾脏进行bulk mRNA-seq和GSEA;CRISPR敲除原代成纤维细胞CD248,检测黏着斑形成、pY397-FAK、YAP核转位;使用FAK或YAP抑制剂;构建Cd248CreERTYap1fl/fl小鼠验证YAP在CD248+肌成纤维细胞中的作用。
确定CD248感知异常ECM后激活下游机械信号的具体分子事件
构建CD248-EGFP融合蛋白观察定位;构建ΔECD和ΔCTLD截短体,在CD248敲除细胞中回补,检测对ECM的响应;IP-MS鉴定CD248相互作用蛋白,Co-IP验证CD248与IQGAP1结合;敲低IQGAP1和ARF6检测黏着斑和YAP核转位。
验证靶向CD248的抗体能否阻断机械反馈环路并减轻肾纤维化
原代成纤维细胞和小鼠/人HFL1细胞经IgG78预处理后培养于ECM富集培养基,检测FAK-Paxillin-YAP信号和ECM蛋白;uIRI和UUO小鼠静脉注射IgG78,评估SR染色、FN、肾功能、pY397-FAK、YAP核转位和基质形态;检测肝功能和全身毒性。
按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 细胞培养 | I型胶原酶 | Sigma-Aldrich | SCR103 |
| IV型胶原酶 | Sigma-Aldrich | C4-28-100MG | |
| RNAscope | RNAscope多重荧光试剂盒v2 | ACD | 323120 |
| Prolong Gold抗淬灭封片剂 | ThermoFisher | P36930 | |
| 原子力显微镜 | Keysight 5500原子力显微镜 | Keysight Technologies | -- |
| PPP-NCLR-20硅探针 | Nanosensors | -- | |
| SD-Sphere-CONT-M-10氧化硅探针 | Nanosensors | -- | |
| 组织包埋 | OCT包埋剂 | SAKURA | 4583 |
| RNA提取 | TRIzol试剂 | ThermoFisher | 15596018 |
| TRIzol | Sigma-Aldrich | T9424 | |
| bulk RNA-seq建库 | RNA 6000 Nano LabChip试剂盒 | Agilent | 5067-1511 |
| SuperScript II逆转录酶 | Invitrogen | 1896649 | |
| 大肠杆菌DNA聚合酶I | NEB | m0209 | |
| RNase H | NEB | m0297 | |
| dUTP溶液 | ThermoFisher | R0133 | |
| 免疫组化 | 抗CD248抗体 | Abcam | ab204914 |
| 抗腱生蛋白C抗体 | Abcam | ab108930 | |
| 抗α-SMA抗体 | Proteintech | 14395-1-AP | |
| 抗纤连蛋白抗体 | Proteintech | 15613-1-AP | |
| HRP标记二抗 | Abcam | ab6721 | |
| 多重免疫荧光 | 抗COL1A1抗体 | CST | E8F4L |
| 抗pY118-Paxillin抗体 | CST | E9U9F | |
| 抗YAP抗体 | Proteintech | 13584-1-AP | |
| 抗p65抗体 | Abcam | ab32536 | |
| 抗DCN抗体 | Abcam | ab277636 | |
| 抗POSTN抗体 | Abcam | ab215199 | |
| 抗PDGFRB抗体 | Abcam | ab69506 | |
| 抗CD3抗体 | Abcam | ab16669 | |
| 抗CCR7抗体 | Abcam | ab32524 | |
| 抗CD68抗体 | Proteintech | 25747-1-AP | |
| 抗CCR2抗体 | Abcam | ab273050 | |
| F-肌动蛋白 | Sigma-Aldrich | p1951 | |
| 流式细胞术 | Zombie-Aqua可固定活性染料试剂盒 | BioLegend | 423101 |
| 抗EpCAM抗体 | BioLegend | 118214 | |
| 抗CD45抗体 | BioLegend | 157212 | |
| 抗CD31抗体 | BioLegend | 160204 | |
| 40微米滤网 | Biosharp | BS-40-XBS | |
| ACK裂解缓冲液 | ThermoFisher | NC9067514 | |
| 牛血清白蛋白 | Sigma-Aldrich | SRE0096 | |
| RT-qPCR | PrimeScript逆转录预混液 | TaKaRa | RR036A |
| SYBR Green II试剂盒 | TaKaRa | DRR041A | |
| Western blot | BCA蛋白浓度测定试剂盒 | ThermoFisher | 23227 |
| 抗CD248抗体 | Santa Cruz Biotechnology | sc-377221 | |
| 抗CTGF抗体 | Proteintech | 25474-1-AP | |
| 抗磷酸化FAK(Y397)抗体 | Abcam | ab81298 | |
| 抗FAK抗体 | CST | 3285 | |
| 抗磷酸化Paxillin(Y113)抗体 | CST | ab32084 | |
| 抗Paxillin抗体 | CST | 50195 | |
| 抗GAPDH抗体 | Proteintech | 10494-1-AP | |
| 抗YAP1抗体 | Proteintech | 13584-1-AP | |
| 抗FLAG抗体 | Proteintech | 20543-1-AP | |
| 羟脯氨酸含量测定 | 羟脯氨酸含量测定试剂盒 | BioVision | K226 |
| 肾功能检测 | 血尿素氮检测试剂盒 | Elabscience | E-BC-K183-M |
| 血清肌酐检测试剂盒 | Elabscience | E-BC-K188-M | |
| 肝功能检测 | 天冬氨酸氨基转移酶检测试剂盒 | Elabscience | E-BC-K236-M |
| 丙氨酸氨基转移酶检测试剂盒 | Elabscience | E-BC-K235-M | |
| 动物实验 | 他莫昔芬 | Sigma | T5648 |
| 葵花籽油 | Sigma | 88921 | |
| 白喉毒素 | Enzo Life Sciences | BML-G135 | |
| 慢病毒转染 | 聚凝胺 | Sigma-Aldrich | -- |
| 组织消化 | CO2非依赖培养摇床 | Kuhner | ISF1-XC |
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 |
|---|---|
| 动物模型构建 | 小鼠品系C57BL/6J,雄性8-10周龄,体重20-30g;uIRI左侧肾蒂夹闭40分钟;UUO左侧输尿管双重结扎;麻醉使用氯胺酮100 mg/kg和赛拉嗪10 mg/kg腹腔注射。 阅读提示:Methods中Animal models小节 |
| CD248+细胞清除实验 | Cd248CreERT;TdTomato-DTR小鼠与Cre阴性同窝对照;TAM 2 mg连续5天腹腔注射;DT 25 ng/g每周两次腹腔注射;uIRI模型42天;每组n=5。 阅读提示:Methods中In vivo treatments小节及Fig. 3K、3P图注 |
| IgG78抗体治疗 | IgG78首剂10 mg/kg,后续5 mg/kg,每周两次静脉注射;uIRI和UUO模型;每组n=7;对照为同型抗体。 阅读提示:Methods中In vivo treatments小节及Fig. 8F、8N图注 |
| 原代成纤维细胞培养与处理 | 原代小鼠肾成纤维细胞使用3-5代;TGF-β 5 ng/ml处理;培养基每日更换,持续7天;HFL1细胞使用DMEM/F12+10% FBS+1%青霉素-链霉素。 阅读提示:Methods中Cell culture小节 |
| CRISPR-Cas9敲除 | sgRNA序列TCCAGGAATGTGCGGCGCCG;慢病毒转染后polybrene 6 μg/ml,嘌呤霉素2 μg/ml筛选5-7天。 阅读提示:Methods中Lentiviral transduction and generation of stable CRISPR-Cas9 knockout cell lines小节 |
| CD248截短体回补实验 | ΔECD为氨基酸715-766,ΔCTLD为氨基酸157-766;CD248敲除细胞中回补;FN或COL1A1包被培养皿。 阅读提示:Methods中Lentiviral transduction小节及Fig. 7C图注 |
| YAP条件性敲除实验 | Cd248CreERTYap1fl/fl小鼠;TAM诱导方案;uIRI模型42天;每组n=5-6。 阅读提示:Fig. 6A-6F图注及Methods中In vivo treatments小节 |
| AFM检测基质硬度 | 新鲜肾脏组织OCT包埋;Keysight 5500 AFM敲击模式;PPP-NCLR-20探针力常数42 N/m、共振频率161 kHz;SD-Sphere-CONT-M-10探针力常数0.2 N/m、共振频率13 kHz;压痕深度300 nm;每个标本重复6次。 阅读提示:Methods中Atomic force microscopy measurement小节 |
| RNAscope | RNAscope Multiplex Fluorescent Reagent Kit v2;探针DCN、POSTN、CCL19、CCL2;抗原修复使用1X target retrieval reagent;蛋白酶plus消化。 阅读提示:Methods中RNAscope小节 |
| 统计设计 | 数据以mean±s.d表示;多组比较采用one-way ANOVA+Tukey检验;两组比较采用双尾Student's t检验(α=95%);Pearson相关系数使用Prism 8计算;P<0.05为显著。 阅读提示:Methods中Statistics and reproducibility小节 |