S-腺苷甲硫氨酸抑制纤溶酶原激活物抑制剂-1并保护雄性小鼠免受FOLFOX诱导的肝损伤

S-Adenosylmethionine Inhibits Plasminogen-Activating Inhibitor-1 and Protects Male Mice From FOLFOX-Induced Liver Injury

作者信息Alexandra Gangi, Tony W H Li, Youngyi Lim, Swati Chandla, Andrea Floris, Arash Khangholi, Maria Lauda Tomasi, Shelly C Lu
PMID40246076
发布时间2025
DOI10.1016/j.jcmgh.2025.101513

实验完整度

包含小鼠FOLFOX-SOS模型、PAI-1基因敲除小鼠体内验证,以及原代肝细胞、库普弗细胞、肝星状细胞和肝窦内皮细胞的体外功能与机制实验,并进行了分子机制验证。

主要模型

C57BL/6雄性小鼠FOLFOX诱导的SOS模型 PAI-1基因敲除雄性小鼠 原代小鼠和人肝细胞 原代小鼠库普弗细胞、肝星状细胞和肝窦内皮细胞

重点核对

FOLFOX处理方案:奥沙利铂6 mg/kg体重腹腔注射,2小时后注射5-FU 50 mg/kg体重和亚叶酸90 mg/kg体重,每周一次,共5周 SAMe给药:100 mg/kg体重,口服灌胃,每日一次,从第一次FOLFOX处理前3天开始,持续42天 PAI-1基因敲除小鼠:C57BL/6/SJL背景 体内实验样本量:每组5-10只小鼠 体外实验处理:IL-1β和TNF-α浓度为10 ng/mL,SAMe浓度为2 mM

摘要

背景与目的:FOLFOX常用于结直肠癌肝转移患者,但可引起肝窦阻塞综合征(SOS),阻碍后续治疗。S-腺苷甲硫氨酸(SAMe)具有肝脏保护作用,本研究探讨其是否能够预防FOLFOX诱导的肝毒性并明确潜在机制。方法:采用小鼠FOLFOX诱导的SOS模型,研究SAMe和纤溶酶原激活物抑制剂-1(PAI-1)的作用。体外实验包括原代小鼠和人肝细胞、库普弗细胞、肝星状细胞和肝窦内皮细胞。结果:SAMe联合治疗完全阻断了FOLFOX诱导的SOS标志物升高,并防止了肝损伤。上调最多的基因是Serpine1,其编码PAI-1。SAMe阻断了FOLFOX诱导的核因子(NF)-κB的表达和激活,已知NF-κB可激活SERPINE1/Serpine1启动子。值得注意的是,在Serpine1基因敲除雄性小鼠中,FOLFOX未能激活肝脏NF-κB或引起肝损伤。用重组PAI-1处理小鼠肝细胞可诱导NF-κB激活;来自重组PAI-1或白细胞介素-1β处理的肝细胞的条件培养基(而非外泌体)分别增加了库普弗细胞和肝窦内皮细胞中促炎细胞因子的表达和Cd31的表达,而这些作用可被SAMe阻断。FOLFOX和白细胞介素-1β分别诱导了小鼠肝脏和肝细胞中PAI-1与尿激酶纤溶酶原激活物受体的相互作用,SAMe可阻断该作用。重组PAI-1需要与uPA相互作用才能在肝细胞中完全激活NF-κB。针对PAI-1的中和抗体阻断了肝细胞中白细胞介素-1β介导的p65/PAI-1激活。结论:FOLFOX处理增加了肝细胞PAI-1的表达和肝损伤,而种系PAI-1缺陷的小鼠则未观察到这些现象。肝细胞分泌PAI-1通过自分泌和旁分泌作用激活库普弗细胞和肝窦内皮细胞。SAMe部分通过抑制NF-κB激活和PAI-1诱导来预防FOLFOX介导的肝损伤。关键词:结直肠癌肝转移,NF-κB,肝窦阻塞综合征。

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
SAMe是否能预防FOLFOX诱导的肝损伤,并明确其潜在机制,特别是PAI-1的作用。
核心机制
FOLFOX诱导肝细胞PAI-1表达,PAI-1通过与uPAR相互作用激活NF-κB,进而促进PAI-1和其他促炎因子的表达,形成正反馈循环;SAMe通过抑制NF-κB激活和PAI-1诱导来阻断该循环。
主要证据
SAMe阻断FOLFOX诱导的肝损伤和SOS标志物;Serpine1是上调最多的基因;SAMe阻断FOLFOX诱导的NF-κB激活;PAI-1基因敲除小鼠对FOLFOX诱导的肝损伤和NF-κB激活具有抗性;重组PAI-1激活NF-κB需要与uPA相互作用。
研究意义
SAMe可能作为预防或辅助治疗手段,用于接受FOLFOX化疗的结直肠癌肝转移患者,以保护其免受肝损伤。

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

建立FOLFOX诱导的SOS小鼠模型并评估SAMe的保护作用

验证SAMe是否能预防FOLFOX诱导的肝损伤和SOS

对C57BL/6雄性小鼠进行FOLFOX联合SAMe或不联合SAMe处理,检测体重、肝重、肝/体重比、肝组织学、巨噬细胞积累、凋亡、CD31染色、肝损伤生化指标和SOS基因标志物表达。

2

鉴定SAMe抑制PAI-1表达的机制

探究SAMe如何抑制FOLFOX诱导的PAI-1表达

检测FOLFOX处理后肝脏PAI-1蛋白和mRNA水平、血浆PAI-1水平;在原代小鼠和人肝细胞中检测IL-1β和TNF-α对PAI-1表达的影响及SAMe的抑制作用;利用启动子报告基因检测NF-κB对PAI-1启动子的激活及SAMe的抑制;通过染色质免疫沉淀检测p65与Serpine1启动子的结合。

3

验证PAI-1在FOLFOX诱导的SOS中的作用

明确PAI-1是否在FOLFOX诱导的肝损伤中发挥必需作用

对PAI-1基因敲除小鼠进行FOLFOX处理,检测肝组织学、肝损伤生化指标、SOS基因标志物表达、NF-κB激活状态以及体重和肝重变化。

4

体外验证PAI-1对肝细胞及非实质细胞的旁分泌作用

研究PAI-1对肝细胞NF-κB的激活以及对库普弗细胞和肝窦内皮细胞的旁分泌效应

用重组PAI-1处理原代小鼠肝细胞,检测NF-κB激活及其下游基因表达;用处理后的条件培养基或外泌体处理库普弗细胞、肝窦内皮细胞和肝星状细胞,检测促炎细胞因子和CD31等标志物表达。

5

阐明PAI-1与uPAR相互作用及SAMe的阻断作用

确定PAI-1激活NF-κB所需的分子相互作用

通过免疫共沉淀检测FOLFOX或IL-1β处理后PAI-1与uPAR、vitronectin和LRP-1的相互作用;使用PAI-1突变体(无法结合uPA、LRP-1或vitronectin)处理肝细胞,检测NF-κB激活情况。

6

评估SAMe对肝细胞PAI-1分泌及下游效应的影响

验证SAMe是否能抑制肝细胞PAI-1的分泌,并阻断其对库普弗细胞和肝窦内皮细胞的激活作用

检测SAMe对肝细胞分泌的游离PAI-1和外泌体PAI-1的影响;用IL-1β和SAMe处理肝细胞,收集条件培养基和外泌体,处理库普弗细胞和肝窦内皮细胞,检测炎症因子和CD31表达;使用中和抗体验证游离PAI-1的自身泌作用。

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
S-腺苷甲硫氨酸(SAMe)硫酸二对甲苯磺酸盐干粉Gnosis SRL--
FOLFOXSigma-Aldrich--
杜氏改良Eagle培养基Thermo Fisher--
胎牛血清Fisher Scientific--
青霉素/链霉素溶液ScienCells--
Percoll溶液Sigma-Aldrich--
胶原酶Sigma--
脱氧核糖核酸酶ISigma--
Hanks缓冲液Thermo Fisher--
Percoll PLUS/PercollGE Healthcare Life Sciences--
CD14+磁珠Miltenyi Biotec--
LS磁激活细胞分选柱Miltenyi Biotec--
MACS缓冲液Miltenyi Biotec--
CD146+磁珠Miltenyi Biotec--
内皮生长培养基PromoCell--
合成辐照标准饲料Research Diets, IncD01060501i
M-MLV逆转录酶Invitrogen--
Serpine1、Mmp9、Cxc1、Vwf、Tnf-α、IL-1β、Rela、Col-1、Acta2、SERPINE的TaqMan探针和引物ABI--
通用聚合酶链反应预混液ABI--
PAI-1抗体Abcamab182973
p65抗体Abcamab16502
IκBα抗体Abcamab32518
p-p65 (S536)抗体Cell Signaling3033S
uPAR抗体Proteintech10286
玻连蛋白抗体Proteintech15833
LRP-1抗体NovusbioNBP2-62753
CD9抗体Cell Signaling13174T
热休克蛋白70抗体Cell Signaling4872T
CD31抗体Abcamab9498
NE-PER核质蛋白提取试剂Thermo Fisher Scientific78833
EXPOSE小鼠和兔特异性HRP/DAB检测免疫组化试剂盒Abcamab80436
兔抗小鼠PAI-1抗体Abcamab182973
原位凋亡检测试剂盒Abcamab206386
PAI-1 ELISA试剂盒Abcamab108891
ALT和AST检测试剂盒Sigma-Aldrich--
Caspase-3比色法检测试剂盒Sigma-AldrichA1086
FLUOstar Omega酶标仪BMG Labtech--
人SERPINE1启动子-luciferase报告基因SwitchGear Genomics--
鼠Serpine1启动子-luciferase报告基因SwitchGear Genomics--
p65质粒Genecopoeia--
JetPRIME转染试剂JetPRIME--
LightSwitch双荧光素酶检测系统SwitchGear Genomics--
GloMax 20/20发光检测仪Promega--
EZ-ChIP试剂盒Millipore--
PureCol I型胶原Advanced BioMatrix--
抗p65抗体Abcam16502
Alexa Fluor 594山羊抗兔二抗Thermo Fisher ScientificA-11012
抗原修复液Abcamab208572
马血清Thermo Fisher Scientific16050130
F4/80抗体InvitrogenMF48000
CD31抗体NovusNBP2-33154
Alexa Fluor 488驴抗兔二抗Thermo Fisher ScientificA-21206
Alexa Fluor 594山羊抗小鼠二抗Thermo Fisher ScientificA-11032
含DAPI的Vectashield封片剂Vector Laboratories, IncH-1300-10
Keyence BZX-700荧光显微镜Keyence--
ExoQuick-TC外泌体提取试剂盒System BiosciencesEXOTC50A-1
Slide-A-Lyzer透析卡Thermo Fisher--
PAI-1中和抗体Genetexgtx89568
Lyso-Tracker红色荧光染料Thermo FisherL7528
糖酵解检测试剂盒Millipore SigmaMAK439
重组人PAI-1野生型Innovative ResearchIHUPAI1RSM
重组人PAI-1突变体(R76E/I91L)Innovative ResearchIHUPAI1RLRP
重组人PAI-1突变体(T333R/A335R)Innovative ResearchIHUPAI1RP12P14SB
重组人PAI-1突变体(K154T/Q319L/M354I/N150H)Innovative ResearchIHUPAI1RSMVN
肿瘤坏死因子-αInvitrogenRTNFAI
白细胞介素-1βInvitrogena42509
冻存人肝细胞Thermo Fisher--

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
动物模型与给药
小鼠品系、性别、月龄;FOLFOX各组分剂量和给药方式、频率、持续时间;SAMe剂量、给药途径、频率、开始时间
阅读提示:Methods: Animal Study
原代细胞分离与培养
肝细胞、KCs、HSCs、LSECs的分离方法、纯度、培养条件
阅读提示:Methods: Cell Culture and Treatments
细胞处理
SAMe、IL-1β、TNF-α、重组PAI-1及其突变体的浓度和处理时间
阅读提示:Methods: Cell Culture and Treatments; Figure 3, 6, 7, 8 legends
分子生物学检测
RT-qPCR的基因和引物;Western blot的一抗和稀释比例;免疫共沉淀的抗体和条件;启动子报告基因的质粒和检测系统;染色质免疫沉淀的抗体量和PCR条件
阅读提示:Methods: RNA Extraction and Real-Time PCR, Western Blots and Coimmunoprecipitation, PAI-1 Promoter Reporter Assay, Chromatin Immunoprecipitation Assay
组织学与免疫组化
组织固定、包埋、切片厚度;H&E、Sirius red、IHC、TUNEL、免疫荧光的抗体和条件
阅读提示:Methods: Hematoxylin-Eosin Staining and Immunohistochemistry, TUNEL Assay, Fluorescence Microscopy
生化检测
血浆PAI-1、ALT、AST、caspase-3活性、乳酸、溶酶体活性的检测方法
阅读提示:Methods: Plasma PAI-1 and Aminotransferase Levels, In Vivo Caspase-3 Activity Assay, Detection of Lysosomal Activity and Glycolysis
外泌体分离与处理
外泌体分离方法、用量、处理细胞类型和时间
阅读提示:Methods: Exosome Isolation and Incubation with KCs and LSECs
统计分析
统计方法、重复数、显著性水平
阅读提示:Methods: Statistical Analysis