载脂蛋白C3的肝脏异常分泌促进主动脉夹层中的炎症反应

Hepatic Abnormal Secretion of Apolipoprotein C3 Promotes Inflammation in Aortic Dissection

作者信息Xinghui Zhuang, Mohammad Zarif, Yue Shen, Zhaofeng Zhang, Jian He, Linfeng Xie, Qingsong Wu, Xinfan Lin, Keyuan Chen, Yue Tian, Yong Lin, Yuling Zhang, Ziwen Cai, Zhihuang Qiu, Liangwan Chen
PMID39846283
发布时间2025-02-04
DOI10.1161/JAHA.124.037172

实验完整度

包含人体样本、小鼠模型、细胞实验等多层级验证,并通过AAV敲低、TLR2抑制剂、siRNA干扰及转录组测序进行了功能与机制验证。

主要模型

人主动脉组织及血浆样本 BAPN诱导的主动脉夹层小鼠模型 J774A.1巨噬细胞 MOVAS细胞 MAECs细胞

重点核对

AD模型:4周龄雄性C57BL/6J小鼠,0.25% BAPN饮水4周,处死前2天腹腔注射血管紧张素II(1.44 mg/kg/天) 肝apo C3敲低:3周龄小鼠经角静脉注射AAV2/8-Sh-apo C3或AAV-Sh-NC(10^11 vg) TLR2抑制:4至8周龄时以25 mg/kg C29灌胃,每隔一天一次 体外apo C3处理浓度:50 μg/mL,处理48小时 AD判定标准:主动脉壁出现明显假腔形成

摘要

背景:载脂蛋白C3(apo C3)主要由肝脏分泌,在病理条件下参与促进无菌性炎症和器官损伤。既往研究表明,apo C3在主动脉夹层(AD)患者的血浆外泌体中含量丰富,但其在AD中的具体作用尚不清楚。方法和结果:在体内,使用腺相关病毒在AD小鼠模型中敲低肝脏apo C3表达,以评估肝脏来源的apo C3对AD发生发展的影响。在体外,将重组apo C3蛋白加入J774A.1巨噬细胞的培养基中,以评估其对巨噬细胞极化的影响并确定其潜在机制。此外,还探讨了apo C3对主动脉内皮细胞和平滑肌细胞功能的影响。AD小鼠主动脉中的apo C3被发现来源于肝脏的异常分泌,其进入血液后沉积在主动脉中。腺相关病毒介导的肝脏apo C3敲低显著降低了AD的发生率(P=0.0036)、巨噬细胞浸润(P=0.0004)和主动脉中的胶原沉积(P=0.0016)。同样,抑制apo C3受体Toll样受体2可显著降低AD的发生率(P=0.0352)。在体外,重组apo C3蛋白通过激活Toll样受体2/NLR家族吡啉结构域蛋白3通路促进巨噬细胞M1极化和基质金属蛋白酶分泌。此外,apo C3还增加了内皮细胞中黏附分子的表达,并诱导血管平滑肌细胞的炎症、趋化和凋亡。结论:我们的发现强调了异常分泌的肝脏apo C3在促进主动脉炎症中的作用。

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
肝脏异常分泌的apo C3是否以及如何促进主动脉夹层中的炎症反应和细胞外基质降解?
核心机制
肝脏异常分泌的apo C3通过血液循环沉积于主动脉,结合巨噬细胞上的TLR2并激活NLRP3通路,促进巨噬细胞M1极化和MMP2/MMP9分泌,加剧主动脉炎症和细胞外基质降解;同时促进内皮细胞黏附分子表达和平滑肌细胞炎症、趋化及凋亡。
主要证据
小鼠模型(BAPN诱导AD)中,AAV介导的肝apo C3敲低降低AD发生率、巨噬细胞浸润和胶原沉积;体外J774A.1细胞实验证实apo C3通过TLR2/NLRP3通路诱导M1极化和MMP分泌;共免疫沉淀证实apo C3与TLR2相互作用。
研究意义
本研究首次报道肝脏异常分泌的apo C3经血浆沉积于主动脉并促进AD,提示apo C3和TLR2可作为AD预防和治疗的新靶点,具有潜在的临床意义。

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

验证人AD患者中apo C3的血浆和主动脉沉积

确认apo C3在AD患者中是否异常升高并沉积于主动脉,以及其来源是否非主动脉自身合成。

对AD患者和正常对照的血浆外泌体进行RNA测序,ELISA验证血浆apo C3水平;Western blot、免疫组化和免疫荧光检测AD患者主动脉中apo C3表达和沉积;PCR检测主动脉组织中apo C3 mRNA水平。

2

构建小鼠AD模型并敲低肝脏apo C3

评估肝脏apo C3对小鼠AD发生、主动脉扩张及细胞外基质降解的影响。

使用BAPN诱导小鼠AD模型;经角静脉注射AAV-Sh-apo C3或AAV-Sh-NC敲低肝脏apo C3;通过生物发光成像确认AAV在肝脏的感染;检测AD发生率、存活率、主动脉直径、血脂水平、血浆和肝脏apo C3水平;组织学染色评估弹性纤维和胶原纤维变化。

3

转录组测序分析干扰肝脏apo C3后主动脉基因表达变化

鉴定apo C3影响AD进展的关键通路和下游分子。

对BAPN组和BAPN+Sh-apo C3组小鼠主动脉进行RNA测序,分析差异表达基因,进行GO和KEGG富集分析,并通过STRING数据库构建蛋白质互作网络,预测apo C3的下游靶点。

4

验证人AD和小鼠AD主动脉中M1巨噬细胞及TLR2/NLRP3通路激活

确认在AD发生中M1巨噬细胞、TLR2/NLRP3通路和MMPs是否被激活,并受肝脏apo C3干扰的影响。

通过免疫荧光和Western blot检测人AD和正常主动脉中M1巨噬细胞标志物(CD86、INOS)、TLR2、NLRP3、MMP2、MMP9的表达;在小鼠AD模型中比较各组主动脉中这些蛋白的表达及巨噬细胞数量。

5

体外验证apo C3对巨噬细胞M1极化和MMP分泌的作用机制

确定apo C3是否通过TLR2/NLRP3通路直接诱导巨噬细胞M1极化和MMP分泌。

将重组apo C3蛋白(50 μg/mL)加入J774A.1巨噬细胞培养48小时,检测M1标志物、TLR2、NLRP3、MMP2、MMP9的表达;通过流式细胞术检测F4/80+CD86+细胞比例;通过共免疫沉淀验证apo C3与TLR2的相互作用;使用siRNA敲低TLR2或NLRP3,观察对apo C3效应的阻断作用。

6

TLR2抑制剂C29在小鼠AD模型中的药效验证

验证TLR2在AD发生中的作用,并评估抑制TLR2是否能缓解AD。

在BAPN诱导的AD小鼠模型中,通过灌胃给予TLR2抑制剂C29(25 mg/kg),检测AD发生率、存活率、主动脉直径、主动脉组织学变化以及TLR2/NLRP3通路和M1标志物的表达。

7

体外验证apo C3对血管平滑肌细胞功能的影响

探讨apo C3对主动脉平滑肌细胞(MOVAS)的炎症、趋化、增殖、迁移和凋亡的影响。

将重组apo C3蛋白(0、25、50 μg/mL)加入MOVAS培养48小时,进行转录组测序,RT-qPCR验证炎症和趋化因子表达;检测细胞活力(CCK-8)、迁移(划痕)、增殖(EdU)和凋亡(TUNEL)。

8

体外验证apo C3对内皮细胞黏附分子表达和巨噬细胞黏附的影响

探讨apo C3是否通过上调内皮细胞黏附分子促进巨噬细胞黏附。

将重组apo C3蛋白(0、25、50 μg/mL)加入MAECs培养48小时,检测黏附分子(VCAM-1、ICAM-1、E-selectin、PECAM-1)mRNA水平;进行巨噬细胞黏附实验,比较apo C3预处理后巨噬细胞与内皮细胞的黏附比例。

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
TRIzol试剂Takara--
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒Yeasen--
SDS-PAGE凝胶GenScript--
PVDF膜Immobilon--
超敏SP(小鼠/兔)免疫组化试剂盒MXBKIT-9710
DAPI染色液SolarbioC0065
含抗淬灭剂的封片剂Yeasen36307ES08
人载脂蛋白C3 ELISA试剂盒Mei KeMK4381A
小鼠载脂蛋白C3 ELISA试剂盒Mei KeMK6122A
PE标记大鼠抗小鼠F4/80抗体BD Bioscience565410
APC标记大鼠抗小鼠CD86抗体BD Bioscience558703
血管紧张素IIGlpbio--
C29抑制剂MCE--
D-荧光素钾盐Yeasen--
重组小鼠载脂蛋白C3蛋白CUSABIOCSB-EP001933MO
apo C3抗体AffinityDF8054
TLR2抗体Proteintech17236-1-AP
NLRP3抗体InvitrogenMA5-23919
CD86抗体Proteintech13395-1-AP
INOS抗体InvitrogenPA1-036
MMP2抗体Proteintech10373-2-AP
MMP9抗体Proteintech10375-2-AP
超敏ECL检测试剂Yeasen--
RNAiso Plus试剂Takara9109
PrimeScript RT试剂盒TakaraRR037A
TB Green Premix Ex Taq IITakaraRR820A
Masson染色试剂盒Solarbio Life ScienceG1340
EVG染色试剂盒Genye BiotechnologyR203913
CCK-8试剂盒YEASEN40203ES76
EdU细胞增殖检测试剂盒BeyotimeC0071L
一步法TUNEL细胞凋亡检测试剂盒BeyotimeC1088
CD68抗体Invitrogen14-0688-82
F4/80抗体Invitrogen14-4801-82
CD31抗体Abcamab9498
α-平滑肌肌动蛋白抗体BosterBM4172
HRP标记的二抗Beyotime--

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
人样本收集
样本来源、纳入标准(高血压病史)、排除标准(二叶主动脉瓣、马凡综合征等)、样本量(每组40例,分两组各20对)、伦理批准号、血液离心条件(3000g, 15分钟, 4°C)
阅读提示:Methods: Collection of Human Specimens
血浆外泌体分离和RNA测序
离心步骤(300g, 2000g, 10000g各15分钟)、超速离心条件(120000g, 70分钟)、RNA提取方法(TRIzol)、测序公司(GMINIX)
阅读提示:Methods: Exosome Isolation and RNA Sequencing
动物模型建立
小鼠品系(C57BL/6J)及性别(雄性)、周龄(4周开始)、BAPN浓度(0.25%饮水)、血管紧张素II剂量(1.44 mg/kg/天,腹腔注射,最后2天)、造模周期(4周)
阅读提示:Methods: Mouse Study and AD Model
AAV介导的肝apo C3敲低
AAV血清型(2/8)、注射方式(角静脉)、剂量(10^11 vg)、注射时间(3周龄)、载体构建(HBAAV2/8-m-apo C3 shRNA-LUC)、对照(AAV-Sh-NC)
阅读提示:Methods: Construction of Virus-Infected Mice and In Vivo Imaging
TLR2抑制剂C29处理
给药方式(灌胃)、剂量(25 mg/kg)、频率(每隔一天)、时间(4至8周龄)
阅读提示:Methods: Mouse Study and AD Model
体外细胞实验
细胞系(J774A.1、MOVAS、MAECs)、培养基(高糖DMEM加10% FBS)、apo C3处理浓度(50 μg/mL)和处理时间(48小时)、siRNA处理(Si-TLR2、Si-NLRP3)
阅读提示:Methods: Cell Culture, In Vitro Studies
蛋白检测
抗体信息(克隆号、稀释比)、样本裂解(RIPA)、蛋白定量(BCA)、电泳(12% SDS-PAGE)、转膜(PVDF膜)
阅读提示:Methods: Western Blotting and Coimmunoprecipitation