靶向GPR65通过抑制JNK和NF-κB通路减轻肝脏炎症和纤维化

Targeting GPR65 alleviates hepatic inflammation and fibrosis by suppressing the JNK and NF-κB pathways

作者信息Kun Zhang, Meng-Xia Zhang, Xiao-Xiang Meng, Jing Zhu, Jia-Jun Wang, Yi-Fan He, Ye-Hua Li, Si-Cong Zhao, Zhe-Min Shi, Li-Na Zheng, Tao Han, Wei Hong
PMID38001521
发布时间2023-11-25
DOI10.1186/s40779-023-00494-4

实验完整度

包含细胞模型(HMs、BMMs、RAW264.7)功能验证、体内动物模型(BDL、CCl4)及BMT实验,并明确机制验证。

主要模型

小鼠BDL诱导的肝纤维化模型 小鼠CCl4诱导的肝纤维化模型 小鼠骨髓移植模型 小鼠原代肝巨噬细胞

重点核对

Gpr65敲除小鼠(C57BL/6N背景) CCl4剂量0.25 ml/kg腹腔注射每周2次共8周 BDL手术21天 GPR65抑制剂ZINC62678696给药剂量10 mg/kg pH 6.6酸性刺激

摘要

背景:G蛋白偶联受体(GPCRs)被认为是药物治疗的有吸引力的靶点。然而,除了少数趋化因子受体外,GPCRs如何调节肝纤维化的进展仍知之甚少。在此,我们旨在揭示质子感应受体GPR65在肝纤维化中的作用,并阐明其潜在机制。方法:评估了GPR65在人和小鼠纤维化肝脏中的表达水平。此外,用胆管结扎(BDL)21天或四氯化碳(CCl4)8周处理Gpr65缺陷小鼠,以研究GPR65在肝纤维化中的作用。结合Western blotting、定量实时逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)和酶联免疫吸附测定(ELISA)、共聚焦显微镜和拯救研究等实验方法,探讨GPR65在肝纤维化中作用的潜在机制。此外,研究了GPR65抑制剂在肝纤维化发展中的治疗潜力。结果:我们发现肝巨噬细胞(HMs)富集的GPR65在人和小鼠纤维化肝脏中均上调。此外,Gpr65敲除显著减轻了体内BDL和CCl4诱导的肝脏炎症、损伤和纤维化,小鼠骨髓移植(BMT)实验进一步证明Gpr65敲除的保护作用主要由骨髓源性巨噬细胞(BMMs)介导。此外,体外数据表明,Gpr65沉默和GPR65拮抗剂抑制,而GPR65过表达以及GPR65内源性和外源性激动剂的应用增强肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)和转化生长因子-β(TGF-β)的表达和释放,所有这些随后促进肝星状细胞(HSCs)的活化和肝细胞(HCs)的损伤。机制上,GPR65过表达、酸性pH和GPR65外源性激动剂通过Gαq-Ca2+-JNK/NF-κB通路诱导TNF-α和IL-6的上调,而通过Gαq-Ca2+-MLK3-MKK7-JNK通路促进TGF-β的表达。值得注意的是,药理学GPR65抑制延缓了体内炎症、HCs损伤和纤维化的发展。结论:GPR65是调节肝纤维化进展的主要调节因子。因此,靶向GPR65可能是预防肝纤维化的有效治疗策略。

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
质子感应受体GPR65在肝纤维化中的作用和潜在机制。
核心机制
GPR65激活通过Gαq-Ca2+-JNK/NF-κB通路促进巨噬细胞M1极化,上调促炎因子TNF-α、IL-6和TGF-β,进而促进肝星状细胞活化和肝细胞损伤。
主要证据
在人和小鼠纤维化肝脏中GPR65上调;Gpr65敲除减轻体内肝纤维化(BDL和CCl4模型);体外功能实验表明GPR65调控巨噬细胞极化及信号通路。
研究意义
靶向GPR65可能是预防肝纤维化的有效治疗策略。

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

表达分析

检测GPR65在人和小鼠纤维化肝脏中的表达水平。

通过qRT-PCR和免疫组化检测人和小鼠纤维化肝脏中GPR65的表达,并分析其与炎症因子TNF-α、IL-6的相关性。

2

体内功能验证

评估Gpr65缺失对肝纤维化的影响。

对WT和GPR65-KO小鼠进行BDL或CCl4处理,评估肝纤维化、炎症和损伤。

3

骨髓移植实验

确定GPR65作用是否主要依赖骨髓源性巨噬细胞。

将WT或GPR65-KO小鼠的骨髓细胞移植到受致死照射的WT受体中,然后进行CCl4处理。

4

体外巨噬细胞极化实验

研究GPR65对巨噬细胞M1极化的影响。

使用GPR65敲除、过表达、激动剂和拮抗剂处理巨噬细胞,检测炎症因子表达和通路激活。

5

机制研究

阐明GPR65下游信号通路。

检测JNK和NF-κB通路相关蛋白磷酸化水平,并使用通路抑制剂进行验证。

6

体外细胞间相互作用

验证GPR65通过巨噬细胞分泌的TGF-β促进肝星状细胞活化和肝细胞损伤。

用条件培养基(CM)预处理肝星状细胞和肝细胞,加入TGF-β中和抗体检测其阻断效果。

7

药理学抑制治疗

评估GPR65抑制剂对肝纤维化的治疗潜力。

对CCl4处理的小鼠给予GPR65抑制剂ZINC62678696,评估肝纤维化程度。

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GibcoC11995500BT
胎牛血清Gibco16000-044
青霉素/链霉素SolarbioP1400
I型胶原Sigma-AldrichC7661
小鼠巨噬细胞集落刺激因子PeproTech300-25
地塞米松Sigma-AldrichD4902
--MaybridgeBTB09089
--EnamineEN300-261362
NF-κB抑制剂MCEHY-13453
NF-κB抑制剂MCEHY-18738
JNK抑制剂MCEHY-12041
JNK抑制剂SelleckS4901
Gαq抑制剂Focus Biomolecules10-1590
钙离子螯合剂MCEHY-100168
AMPK抑制剂MCEHY-13418A
直接红80Sigma365548
TRIzol试剂----
Agilent 2100生物分析仪Thermo--
BGIseq500测序平台BGI-Shenzhen--
EGTA----
链霉蛋白酶ERoche11459643001
IV型胶原酶Sigma-AldrichC5138
脱氧核糖核酸酶1Roche10104159001
Histodenz溶液Sigma-AldrichD2158
F4/80抗体Miltenyi Biotec130-110-443
CD146抗体Miltenyi Biotec130-092-007
I型胶原抗体Abcamab34710
α-SMA抗体Abcamab5694
TIMP1抗体Santa Cruzsc-21734
MMP2抗体Abcamab92536
波形蛋白抗体CST#5741
BAX抗体Abcamab32503
裂解的caspase-3抗体CST#9661
caspase-3抗体CST#9662
PCNA抗体CST#13110
MCP-1抗体CST#2029
CD11b抗体Abcamab133357
IL-1β抗体CST#12242
LY6C抗体NovusNBP2-00441
TNF-α抗体Santa Cruzsc-52746
p-IKK抗体CST#2697
p-p65抗体CST#3033
p-IκBα抗体CST#9246
IKK抗体Abcamab178870
p65抗体Santa Cruzsc-8008
IκBα抗体CST#4814
p-MLK3抗体Affinity BiosciencesAF8079
p-MKK4抗体CST#9156
p-MKK7抗体Proteintech80357-1-RR
p-JNK抗体CST#4668
p-p44/42抗体CST#4370
p-p38抗体CST#4511
JNK抗体CST#9252
p44/42抗体CST#4695
p38抗体CST#8690
p-GSK-3β抗体CST#5558
p-Akt抗体CST#4060
p-PDK1抗体CST#3438
p-PTEN抗体CST#9551
p-c-Raf抗体CST#9421
Akt抗体CST#4691
GAPDH抗体Abcamab8245

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
体内动物模型
C57BL/6N背景的GPR65-KO小鼠,CCl4剂量0.25 ml/kg每周2次共8周,BDL手术21天,每组样本量(n=5或n=10)。
阅读提示:Methods: Animals in vivo study
骨髓移植实验
受体小鼠接受9 Gy致死照射,骨髓细胞数量1×10^7,移植后CCl4处理方案。
阅读提示:Methods: Animals in vivo study
细胞处理
GPR65激动剂BTB09089浓度30 μmol/L,抑制剂ZINC62678696浓度30 μmol/L,pH处理(6.6、7.4、8.2),共培养条件。
阅读提示:Methods: Culture and treatments of primary cells and cell lines
信号通路抑制
JNK抑制剂(SP600125 10 μmol/L,JNK-IN-8 5 μmol/L),NF-κB抑制剂(BAY 11-7082 5 μmol/L,APDC 20 μmol/L),Gαq抑制剂YM-254890 1 μmol/L,Ca2+螯合剂BAPTA 10 μmol/L,AMPK抑制剂Compound C 10 μmol/L。
阅读提示:Methods: Culture and treatments of primary cells and cell lines, Results: Targeting GPR65...
分子检测
Western blotting抗体稀释度(如p-JNK 1:1000),qRT-PCR引物序列,ELISA试剂盒。
阅读提示:Methods: Western blotting, qRT-PCR, Additional file 1