EMBO丨TLR4-Mal-MyD88复合物中TIR结构域的乙酰化调节脓毒症中的免疫反应

学术   2024-10-01 10:09   中国香港  

Chestnut Studying     

 摘要 

Activation of the Toll-like receptor 4 (TLR4) by bacterial endotoxins in macrophages plays a crucial role in the pathogenesis of sepsis. However, the mechanism underlying TLR4 activation in macrophages is still not fully understood. Here, we reveal that upon lipopolysaccharide (LPS) stimulation, lysine acetyltransferase CBP is recruited to the TLR4 signalosome complex leading to increased acetylation of the TIR domains of the TLR4 signalosome. Acetylation of the TLR4 signalosome TIR domains significantly enhances signaling activation via NF-κB rather than IRF3 pathways. Induction of NF-κB signaling is responsible for gene expression changes leading to M1 macrophage polarization. In sepsis patients, significantly elevated TLR4-TIR acetylation is observed in CD16+ monocytes combined with elevated expression of M1 macrophage markers. Pharmacological inhibition of HDAC1, which deacetylates the TIR domains, or CBP play opposite roles in sepsis. Our findings highlight the important role of TLR4-TIR domain acetylation in the regulation of the immune responses in sepsis, and we propose this reversible acetylation of TLR4 signalosomes as a potential therapeutic target for M1 macrophages during the progression of sepsis.


巨噬细胞中的细菌内毒素会激活 Toll 样受体 4(TLR4),这在脓毒症的发病机制中起着至关重要的作用。然而,巨噬细胞中 TLR4 的激活机制仍未完全明了。在这里,我们揭示了在脂多糖(LPS)刺激下,赖氨酸乙酰转移酶 CBP 被招募到 TLR4 信号体复合物中,导致 TLR4 信号体的 TIR 结构域乙酰化增加。TLR4 信号体 TIR 结构域的乙酰化显著增强了通过 NF-κB 而非 IRF3 途径激活信号的能力。NF-κB 信号的诱导是导致 M1 巨噬细胞极化的基因表达变化的原因。在脓毒症患者中,CD16+单核细胞中的TLR4-TIR乙酰化明显升高,同时M1巨噬细胞标志物的表达也升高。药理抑制可使 TIR 结构域去乙酰化的 HDAC1 或 CBP 在脓毒症中起着相反的作用。我们的研究结果凸显了 TLR4-TIR 结构域乙酰化在调节脓毒症免疫反应中的重要作用,我们建议将 TLR4 信号体的这种可逆乙酰化作为脓毒症进展过程中 M1 巨噬细胞的潜在治疗靶点。

 实验结果1 

细胞质 CBP 在 LPS 刺激下诱导 M1 巨噬细胞中的 TLR4-TIR 乙酰化

    在研究巨噬细胞中 TLR4 信号复合体的组装时,作者观察到 LPS 处理后 TLR4 乙酰化水平升高,同时 NF-κB alpha(IκBα)抑制剂降解(图1A)。值得注意的是,使用组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂曲司他丁 A(TSA)进行预处理会进一步加强 LPS 诱导的 TLR4 乙酰化(图1B),这表明 HDAC 家族成员参与了 TLR4 信号转导。质谱分析显示,在小鼠 M1 巨噬细胞中,TLR4 的 TIR 结构域内有两个赖氨酸乙酰化残基,分别位于 K730(图1C)和 K810(图1D)。重要的是,这些残基在小鼠(K730、K810)和人类(K732、K813)的对应物中都表现出高度的保守性(图1E)。为了便于检测这两个残基的乙酰化,作者生成了特异性多克隆抗体。结果发现,两个位点的乙酰化抗体只与相应位点的乙酰化肽发生反应,而与其他位点的乙酰化肽没有反应。当两个乙酰化位点发生突变时,乙酰化抗体不能检测到各自突变位点的乙酰化。此外,作者还用 TLR4 突变小鼠评估了 TLR4-acK 抗体的特异性。当TLR4的赖氨酸残基突变为精氨酸时,相应位点的乙酰化抗体无法检测到,这证实了这些抗体的高度特异性。对这些抗体进行 Western 印迹检测发现,巨噬细胞中 TLR4 乙酰化的峰值出现在 LPS 处理后 30 分钟。此外,应用这些乙酰化抗体还可以通过流式细胞术检测经 LPS 处理的巨噬细胞中 TLR4-TIR 两个位点的乙酰化情况(图1F,G)。

    为了确定导致 TLR4 乙酰化的乙酰基转移酶,对 LPS 处理后与 TLR4 共沉淀的蛋白质进行了质谱分析,结果表明转录辅激活因子 CREB 结合蛋白(CBP)(一种组蛋白乙酰基转移酶)是一种与 TLR4 高度结合的蛋白质(图1H)。经 LPS 处理后,巨噬细胞中细胞质的 CBP 快速增加(图1I),这表明细胞核和细胞质之间对 LPS 有动态的穿梭反应--这是 TLR4 与 CBP 结合的关键前提。TLR4 与赖氨酸乙酰转移酶(KAT)成员 CBP、p300 或 TIP60 的共转染实验分别证明了 CBP 对 TLR4 的特异性乙酰化,作者的抗体验证了 TLR4 的 K732 和 K813 是 CBP 的特异性底物残基(图1J)。表面等离子体共振(SPR)显示 TLR4 和 CBP 的平衡解离常数(KD)为 3.51E-5(图1K)。这些结果表明 TLR4 乙酰化与 CBP 密切相关。相反,消耗巨噬细胞中的 CBP 可显著减少 LPS 对 TLR4 乙酰化的诱导(图1L),从而证实了 CBP 在 TLR4 乙酰化诱导中的关键作用。此外,TIR 结构域的突变体 TLR4-K732R 或 K813R 也显著降低了 CBP 诱导的 TLR4-TIR 乙酰化水平。TLR 家族成员的序列比对显示,TLR4-K732 位点在 TLR 家族成员中是保守的,而 TLR4-K813 则不保守。这些发现共同表明,CBP 是 LPS 诱导的 TLR4-TIR 结构域的一个组成部分。
    巨噬细胞在维持体内平衡、协调免疫反应、调节炎症、参与组织再生和促进炎症消退等方面发挥着关键作用。巨噬细胞的既定分类将其分为经典活化的 M1 巨噬细胞和替代活化的 M2 巨噬细胞。以往的研究强调,M1 巨噬细胞的极化主要由脂多糖(LPS)和/或其他刺激诱导,通过激活 NF-κB 信号通路引发促炎反应。为了深入研究 TLR4-TIR 乙酰化对 M1 巨噬细胞极化的影响,作者研究了 TIR 域的 TLR4-KR 突变小鼠与 TLR4 野生型(WT)小鼠相比,LPS 诱导的 M1 巨噬细胞标记 CD86 的表达。耐人寻味的是,结果显示 TLR4-K810R 突变小鼠的 CD86 表达明显减少(图1M,N)。此外,敲除 CBP 可减少 CD86 的表达,并抑制 LPS 诱导的 NF-κB 激活(图1L)。这些发现强调了由 CBP 介导的 TLR4-TIR 乙酰化在调节 M1 巨噬细胞极化和 LPS 诱导的 NF-κB 激活中的调控作用。

 实验结果2 

CBP 介导的 TIR 结构域复合物乙酰化促进了 TLR4/MAL/MyD88 信号通路的激活

如上所述,CBP 促进了 LPS 诱导的 TLR4-TIR 乙酰化。此外,在 LPS 处理的小鼠巨噬细胞中检测到 MyD88 的 TIR 结构域残基 K231 和 K238 的乙酰化(图EV1I),以及 MAL 的 TIR 结构域残基 K210 的乙酰化(图EV1J)。为了阐明 TIR 结构域复合物乙酰化在 TLR4 信号通路形成中的作用,我们研究了 TLR4 与其适配蛋白之间的相互作用。TLR4-TIR 结构域通常会招募四个含 TIR 结构域的适配体:MAL、MyD88、TRIF 和 TRAM。TLR4 最初被发现招募 MyD88 来传递信号(Wesche 等人,1997 年)。随后,有报道称MAL被MyD88招募,进行所谓的MyD88依赖性信号传导(Bernard和O'Neill,2013年)。已发表的证据表明,MAL 还能直接与 TLR4 相互作用,而且 TLR4 与 MAL 之间的关联比 TLR4 与 MyD88 之间的关联更强(Ohnishi 等人,2009 年)。我们的研究结果表明,用 TSA 处理可促进 TLR4-TIR 与 MAL(图2A)或 MyD88(图2B)之间的相互作用。以及 LPS 和 TSA 诱导的 TLR4 和 MyD88 之间的内源性相互作用(图2C)。当小鼠巨噬细胞未经 TSA 处理时,重叠颜色以黄色为主,表明 MAL(绿色)和 MyD88(红色)共定位。与此相反,经过 TSA 处理后,重叠颜色显示为紫红色为主,表明 TLR4(紫色)和 MyD88(红色)共定位(图2D)。然而,这对 TLR4-TIR 结构域与 TRIF 或 TRAM 之间的相互作用影响相对较小(图EV2I,J)。

我们接着研究了 K732 和 K813 残基乙酰化对 TLR4 与适配蛋白相互作用的影响。利用分子对接和动力学模拟,我们研究了 MAL 或 MyD88 与 TLR4 的结合。分析表明,提出的残基 K732 和 K813 位于 TLR4-MAL 和 TLR4-MyD88 相互作用模型的相互作用表面(图2E)。随后,对 MAL 或 MyD88 与未乙酰化的 TLR4 和在 K732 和 K813 处乙酰化的 TLR4 进行了分子动力学模拟。均方根偏差(RMSD)分析表明,TLR4 的骨架原子仍处于受限状态。虽然 TLR4-MyD88 的相互作用不受 TLR4 乙酰化的影响,但当 TLR4 的乙酰化被去除时,MAL 的热动力学急剧增加,这意味着稳定的 TLR4-MAL 相互作用依赖于 TLR4 的乙酰化水平(图EV2A,B)。相应地,TLR4 乙酰化明显增强了 TLR4-MAL 的相互作用,表现为疏水相互作用和氢键的增加(图EV2C,D)。进一步分析 MAL 或 MyD88 与非乙酰化 TLR4 以及在 K732 和 K813 处乙酰化的 TLR4 的结合模式发现,乙酰化的 K813 与 MAL 的 R207 和 E211 形成氢键,而乙酰化的 K732 与周围的疏水残基 Y216 和 T219 形成疏水相互作用(图2F)。同样,乙酰化的 K813 与 MyD88 的 K261 形成氢键,而乙酰化的 K732 与周围的疏水残基 T272 和 V273 形成疏水相互作用(图2G)。此外,我们还评估了均方根波动(RMSF)以及蛋白质的亲水表面和疏水表面,结果表明 TLR4 乙酰化后,结合界面的氨基酸残基结构弹性降低,乙酰化的 K732/K813 在 MAL 和 MyD88 的沟槽中表现出更好的结合力。由于氢键的作用强于疏水作用,因此怀疑在 TLR4 适配体结合过程中,K813 乙酰化的作用可能大于 K732 乙酰化的作用。
    为了验证这些发现,将与乙酰化的 TLR4-TIR 形成氢键的关键残基(MAL-TIR 的 R207 和 E211,MyD88-TIR 的 K261)突变为丙氨酸,导致 TLR4 与适配体之间的相互作用减少(图2H,I)。为了评估 TIR 结构域中 K732 和 K813 乙酰化对 TLR4 信号复合体的影响,我们构建了 K732R 和 K813R-TLR4 突变体来破坏乙酰化修饰。TLR4-K813R 突变体明显失去了与 MAL 和 MyD88 的相互作用,强调了 K813 乙酰化在这一过程中的主要作用,而 K732R 突变体的影响则不那么明显(图2J,K)。然而,尚不能确定突变诱导的 TLR4 复合物解离是由于蛋白质折叠不当还是氢键减少所致。
    此外,还对 TLR4、TRIF 和 TRAM 的相互作用进行了类似的分析。TRIF和TRAM的TIR结构域虽然相似,但与MAL和MyD88的TIR结构域相比保守程度较低。TSA处理略微增加了TLR4-TIR和TRAM之间的相互作用,但对TRIF没有影响。共免疫沉淀分析表明,K732R 和 K813R 突变都没有取消 TLR4 与 TRIF 和 TRAM 的相互作用。总之,TIR 结构域复合物中的乙酰化增强了 TLR4/MAL/MyD88 信号通路的组装,而 TLR4-K813 的乙酰化在这一过程中发挥了重要作用。

 实验结果3 

TLR4-TIR 乙酰化可增强 M1 巨噬细胞中 NF-κB 依赖性促炎基因的表达

    TLR4 信号体复合物的形成导致了几种丝氨酸/苏氨酸激酶的激活,从而导致 NF-κB 和 IRF3 的核定位。从 TLR4-KR 突变小鼠和 TLR4-WT 小鼠骨髓中获得巨噬细胞,并用 10 ng/ml m-CSF 预处理 7 天。与 TLR4-WT 巨噬细胞中 NF-κB (p65) 容易发生核转位相比,TLR4-KR 突变体巨噬细胞在 LPS 刺激下表现出较低的核转位(图2L)。作者注意到,在 HEK293T NF-κB 荧光素酶试验中,CBP 共转染显著增强了 LPS 诱导的 NF-κB 激活,这可能是由于外源 CBP 上调了 TLR4-TIR 乙酰化。然后在 NF-κB 荧光素酶试验中检测了 TLR4-TIR 乙酰化对 NF-κB 活化的影响。转染了 TLR4-WT 的 HeLa 细胞在 LPS 处理后表现出明显的 NF-κB 激活,而转染了 TLR4-KR 突变体的细胞对 LPS 刺激没有反应(图2M)。然而,当在 HeLa 细胞中检测 IRF3 荧光素酶报告实验时,TLR4-K730R 或 K810R 突变体并没有取消 LPS 介导的 IRF3 激活,也没有影响 IFN-β1 的表达。这些结果表明,LPS 诱导的 TLR4-TIR 乙酰化是 NF-κB 核转位和激活所必需的,但不是 IRF3 所必需的。

    为了进一步研究 TLR4-TIR 乙酰化的生物学功能,作者在 TLR4-WT 和 TLR4-KR 突变小鼠的腹腔巨噬细胞中进行了 LPS 处理前后的 RNA-seq 分析。在 TLR4-WT 小鼠的巨噬细胞中,观察到促炎细胞因子和炎症相关基因(如 IL-6、TNF、IL-1β 和 STAT4)在 LPS 处理后上调。相比之下,TLR4-KR 巨噬细胞,尤其是 K810R 细胞的反应减弱了(图3A-F)。维恩分析表明,无论是否经过 LPS 处理,WT 与 K730R 或 WT 与 K810R 的基因差异都很大。当 LPS 处理时,有 27 个基因(16 + 11)受到不同程度的调控。这些基因代表了通过 K730 位点受 LPS 影响的基因。具体来说,16 个基因依赖于 K730 位点和 LPS 的刺激,而 11 个基因则独立于 LPS 的刺激而受到不同的调节。同样,就 K810 位点而言,299 个基因的表达依赖于 K810 位点和 LPS 刺激,而 104 个基因的差异调控则独立于 LPS 刺激(图 3G、H)。随后,作者通过 qRT-PCR 验证了这些数据(图3I)。此外,作者还检测了 M1 巨噬细胞标志物 iNOS 的 mRNA 水平。在 TLR4-WT 而非 TLR4-KR 巨噬细胞中,iNOS 的表达被 LPS 显著上调(图3I)。为了证实 M1 巨噬细胞的极化,作者进一步分析了 M1 促炎细胞因子 IL-6、TNF-α、IFN-γ 和 IL-1β 的分泌情况。在 TLR4-WT 巨噬细胞中,这些细胞因子在 LPS 的作用下明显上调,与 TLR4-KR 巨噬细胞相比水平更高(图3J)。这些结果表明,TLR4-TIR 乙酰化的增加促进了 LPS 诱导的 NF-κB 活化,从而促进了 M1 巨噬细胞的极化,而 TLR4-KR 突变体中 TIR 乙酰化功能的丧失则减弱了 LPS 诱导的 M1 巨噬细胞的极化。

 实验结果4 

TLR4-TIR 乙酰化促进脓毒症小鼠模型中 M1 巨噬细胞的极化

    为了深入研究 TLR4-TIR 乙酰化对 M1 巨噬细胞极化的影响,作者分离并检测了 LPS 诱导的 M1 巨噬细胞极化。与 TLR4-WT 组相比,TLR4-KR 组的 CD86 表达量减少得到了证实(图1M,N)。脓毒症是一种严重的全身炎症反应性疾病,通常由严重的病原体感染引发,M0 巨噬细胞转化为 M1 巨噬细胞在脓毒症的进展中起着重要作用。在之前令人振奋的结果基础上,作者进一步研究了 TLR4-TIR 乙酰化对体内脓毒症炎症免疫反应的影响。相对于 TLR4-WT,TLR4-KR 突变体显著提高了 LPS 诱导的脓毒症小鼠的存活率(图4A)。未经 LPS 处理的 TLR4-WT 和 TLR4-KR 突变体小鼠肺和脾的组织病理学分析显示,肺泡腔清洁,脾脏结构完整。此外,作者还发现 TLR4-WT 和 TLR4-KR 突变小鼠的白细胞、淋巴细胞、粒细胞和 NK 细胞数量以及巨噬细胞中 TLR4 的表达均无差异。然而,TLR4-WT小鼠经LPS处理后,肺泡腔出现大量渗出和中性粒细胞浸润,脾脏的脾髓结构也不清楚,而TLR4-KR突变小鼠,尤其是TLR4-K810R组,肺和脾脏的渗出和中性粒细胞浸润减少(图4B)。腹腔巨噬细胞的流式细胞术分析表明,TLR4-KR 突变小鼠的 M1 型巨噬细胞极化减少(图4C、D),这与之前的体外实验结果一致。此外,对腹腔巨噬细胞中促炎细胞因子 mRNA 表达的分析表明,在 TLR4-WT 小鼠中,LPS 会显著上调 IL-6 和 TNF-α mRNA 水平。然而,与 TLR4-WT 巨噬细胞相比,LPS 对 TLR4-KR 巨噬细胞中 IL-6 和 TNF-α mRNA 的上调趋势较弱(图4 E)。综上所述,在脓毒症小鼠模型中,TLR4-TIR 乙酰化促进了 LPS 诱导的 M1 巨噬细胞极化和促炎细胞因子的分泌。

 实验结果5 

脓毒症患者 CD16+ 单核细胞中呈现的 TLR4-TIR 乙酰化表现出促炎性 M1 巨噬细胞表型

    为了进一步探索 TLR4-TIR 乙酰化在脓毒症中的作用,作者首先使用特异性 TLR4 乙酰化抗体从脓毒症患者的 PBMCs 富集单核细胞中分离出 TLR4-TIR 乙酰化细胞。随后,对标记了 TLR4-TIR-acK 的细胞进行了单细胞测序分析(图5A)。一般来说,人类单核细胞根据 CD16 和 CD14 的表达被细分为三大类:经典(CD14+)、非经典(CD16+)和中间(CD14 + CD16+)。UMAP 分析显示,TLR4-TIR 乙酰化存在于所有三个单核细胞亚群中(图5B)。CD16+ 单核细胞因表达促炎细胞因子较多和抗原呈递能力较强而被标记为促炎细胞。作者的单细胞测序数据表明,脓毒症标志基因在 CD16+ 单核细胞中高度升高,包括NAP1L1、CFD、BID、BCL2A1、MALAT1、RNH1和LILRA5基因(图 5C,D)。此外,在 CD16+ 单核细胞中检测到经典 M1 巨噬细胞标记 CD68 和 CD86 的增加(图5E)。此外,在 CD16+ 单核细胞中还发现IL16、CXCL6、IL15 和IL21R基因大大增加(图5F)。用 TLR4-TIR-acK 和 CD16 抗体对正常人和脓毒症患者的单核细胞进行分选获得。脓毒症患者的 M1 巨噬细胞活化标志物 TNF-α 和 IL-6 明显升高。这些数据意味着这些单核细胞在脓毒症期间倾向于分化成 M1 巨噬细胞。此外,作者发现与脓毒症患者相比,脓毒性休克患者血清中的 IL-6 和 TNF-α 水平明显升高,这表明 IL-6 和 TNF-α 与脓毒症的进展密切相关。与之前的报告一致,KEGG富集散点图显示,CD16+单核细胞在与COVID-19、病毒感染、甲型流感和代谢通路相关的通路中发挥了重要作用(图5G)。这些结果表明,CD16+单核细胞中的TLR4-TIR乙酰化水平很高,它们具有分化成经典表型M1巨噬细胞的潜能,可能是人类脓毒症进展过程中重要的促炎细胞之一。

    此外,利用特异性 TLR4-acK732 和 TLR4-acK813 抗体,通过流式细胞术分析了正常人和脓毒症患者的 PBMCs 富集单核细胞的 TLR4-TIR 乙酰化情况。在脓毒症患者中,TLR4-acK732 和 TLR4-acK813 的水平都明显升高(图6A),TLR4 的表达也明显升高。与此同时,我们发现 TLR4-acK 在所有单核细胞群中都有所增加,然而,与正常人相比,只有脓毒症患者的 CD16+ 单核细胞的相对乙酰化水平(TLR4-acK/TLR4)明显升高(图6B-E)。

 实验结果6 

HDAC1 是 M1 巨噬细胞中 TLR4-TIR 的关键去乙酰化酶

    如上所述,HDAC 抑制剂 TSA 加速了 TLR4-TIR 乙酰化,CBP 促进了 LPS 诱导的 NF-κB 活化和 M1 巨噬细胞极化。为了确定 HDAC 抑制剂是否会影响 M1 巨噬细胞标志物-CD86 的表达,用多种 HDAC 家族抑制剂对 TLR4-WT 小鼠骨髓中的巨噬细胞进行预处理。预处理后,将巨噬细胞暴露于 LPS 或不暴露于 LPS。然后收集细胞进行 M1 巨噬细胞分析。HDAC 家族抑制剂 JNJ-26481585、RG2833、CUDC-907 和 MGCD0103 能显著促进 M1 巨噬细胞标记 CD86 在 LPS 处理中的表达。所有这些抑制剂的共同靶点都是 HDAC1,这表明 HDAC1 可能是 TLR4-TIR 的去乙酰化酶。HDAC家族抑制剂的剂量和靶标见 “小分子抑制剂 ”法。此外,当用 TLR4-TIR、CBP 和一系列 HDAC 家族质粒转染 HEK293T 细胞时,发现通过表达 HDAC1,TLR4-TIR 结构域被有效地去乙酰化。巨噬细胞敲除 HDAC1 能显著促进两个 TLR4-TIR 结构域位点的乙酰化。

    如上所述,CD16+单核细胞在脓毒症中倾向于分化为M1巨噬细胞,因此,作者将这组细胞称为CD16 + M1巨噬细胞。然后,作者简单地验证了 CBP/HDAC1 系统在人 CD16 + M1 巨噬细胞中的功能。作者观察到,CBP 在脓毒症患者分离出的巨噬细胞的细胞质中明显富集(图6F),这表明它在促进人 CD16 + M1 巨噬细胞中高水平的 TLR4-TIR 乙酰化方面发挥着潜在的作用。此外,与正常人相比,脓毒症患者的 CD16 + M1 巨噬细胞中 HDAC1 和 HDAC3 的表达明显减少,尤其是 HDAC1(图6G,H)。总之,这些研究结果表明,CBP 可促进 TLR4-TIR 乙酰化,而 HDAC1 也可能是脓毒症期间人 CD16+ 单核细胞中 TLR4-TIR 的去乙酰化酶。

 实验结果7 

靶向 TLR4-TIR 乙酰化有望治疗小鼠模型中的脓毒症

    鉴于 CBP 和 HDAC1 对 TLR4-TIR 乙酰化在 LPS 诱导的 NF-κB 激活中的作用,作者进一步研究了 CBP 抑制剂和 HDAC1 抑制剂对 M1 巨噬细胞极化和脓毒症进展的影响。首先,作者在处理 LPS 之前用 CBP 抑制剂 SGC-CBP30 和 HDAC 抑制剂 TSA 处理 TLR4-WT 小鼠的巨噬细胞,并用流式细胞术分析了 M1 巨噬细胞极化的效率。结果显示,SGC-CBP30 组的 M1 巨噬细胞极化率下降,而 TSA 组的极化率上升(图7A,B)。此外,用 qRT-PCR 法证实了 M1 标记 iNOS 的 mRNA 水平,结果显示 SGC-CBP30 组的 iNOS 水平下降,而 TSA 组的 iNOS 水平上升(图7C)。此外,经 SGC-CBP 处理后,巨噬细胞中 LPS 诱导的 TLR4 乙酰化显著减少(图7D)。

    随后,作者通过给 TLR4-WT 小鼠腹腔注射 SGC-CBP30、TSA 和 HDAC1 抑制剂 RG2833,研究了 CBP 抑制剂和 HDAC1 抑制剂对 LPS 诱导的脓毒症进展的影响。结果发现,在 LPS 治疗下,SGC-CBP30 能显著提高小鼠的存活率,而 RG2833 则降低了小鼠的存活率(图7E)。未经 LPS 处理的小鼠肺部和脾脏的组织病理学分析显示肺泡腔干净,脾脏结构完整。相反,对 TSA 组和 RG2833 组 TLR4-WT 小鼠肺和脾组织的分析表明,LPS 引起的损伤正在恶化。然而,SGC-CBP30 组的损伤有所缓解(图7F)。此外,流式细胞术分析表明,与单用 LPS 组相比,SGC-CBP30 组 M1 巨噬细胞的极化程度降低,而 RG2833 和 TSA 组的极化程度升高(图7G、H)。在 TLR4-K810R 小鼠中,TSA 和 RG2833 也显示了类似的结果。作者怀疑这可能与 TLR4-K732 位点的乙酰化有关,或与 TLR4-K810R 突变小鼠中与 TLR4 乙酰化无关的因素有关。除 TLR4 外,包括 IFIH1 和 STAT1 在内的多个基因可影响 M1 巨噬细胞的极化,并导致脓毒症的进展。这些基因的激活也可能受到乙酰化的影响。然而,腹腔巨噬细胞和组织损伤的 CD86 表达在对照组和 SGC-CBP30 组之间没有显著差异。这可能是由于TLR4-K810R小鼠自然表现出脓毒症症状和M1巨噬细胞活性降低。因此,SGC-CBP30 对 TLR4-K810R 小鼠的治疗效果并不明显。此外,对巨噬细胞中促炎细胞因子 mRNA 表达的分析表明,IL-6 和 TNF-α mRNA 水平在 LPS 与 RG2833 或 TSA 联用时显著上调,但在与 SGC-CBP30 联用时下调(图7I)。使用 ELISA 检测血清促炎细胞因子浓度进一步证实了这一点,结果表明,与单独使用 LPS 和 LPS 与 RG2833 或 TSA 组相比,LPS + SGC-CBP30 组的 IL-6、TNF-α 和 IL-1β 水平大幅降低(图7J)。综上所述,CBP 通过促进 M1 巨噬细胞中 TIR 结构域复合物的乙酰化来激活 TLR4/MAL/MyD88 通路。这一过程会导致促炎细胞因子的释放并恶化脓毒症的进展,而 HDAC1 则发挥相反的作用。因此,CBP 抑制剂 SGC-CBP30 可以通过减少促炎细胞因子的产生和 M1 巨噬细胞的极化来减轻脓毒症期间肺和脾组织的炎症损伤。


Chestnut Studying
科研小屋,主要研究方向:炎症,先天免疫,组学
 最新文章