靶向PI3K/Akt/NF-κB轴:CD5L介导的巨噬细胞极化免疫代谢调控在腹主动脉瘤中的作用与机制
【字体:
大
中
小
】
时间:2025年10月02日
来源:Journal of Cell Communication and Signaling 3.9
编辑推荐:
本综述系统阐明了CD5L(分化簇5样分子)通过调控PI3K/Akt/NF-κB信号轴抑制巨噬细胞M1极化在腹主动脉瘤(AAA)中的关键作用。研究结合转录组学分析(GSE47472、GSE57691数据集)和AngII灌注ApoE?/?小鼠模型,证实CD5L上调可抑制NF-κB介导的炎症反应,而敲低CD5L则加剧血管扩张和炎症介质表达。药理调控实验证明PI3K/Akt通路是CD5L抗炎作用的核心机制,为AAA的免疫代谢治疗提供了新靶点。
1 BACKGROUND
腹主动脉瘤(AAA)是一种危及生命的血管疾病,其特征是腹主动脉壁的局部扩张,伴随炎症细胞浸润和血管壁退行性变化。目前缺乏有效的药物治疗手段,手术干预仍是标准治疗方法。巨噬细胞极化在AAA进展中起关键作用,促炎的M1型巨噬细胞加剧血管损伤,而M2型巨噬细胞介导抗炎修复过程。PI3K/Akt/NF-κB信号通路被公认为调控巨噬细胞表型和炎症反应的关键轴心。分化簇5样分子(CD5L)是清道夫受体半胱氨酸丰富超家族的可溶性成员,主要由巨噬细胞分泌,在脂质代谢和免疫调节中发挥广泛作用,并参与多种心血管疾病。研究表明,CD5L可通过抑制NF-κB信号促进M2极化,发挥抗炎和组织修复功能。然而,CD5L在AAA中的作用及其机制尚未明确。
2 MATERIALS AND METHODS
研究从GEO数据库获取了GSE197748、GSE47472和GSE57691数据集,涵盖人和小鼠AAA样本的转录组数据。使用CIBERSORT算法量化免疫细胞浸润水平,并通过Spearman相关分析评估CD5L与免疫细胞浸润的相关性。体内实验采用AngII灌注的ApoE?/?小鼠模型,通过多普勒超声评估主动脉直径,组织学分析采用H&E染色、免疫组化(IHC)和免疫荧光。体外实验使用RAW264.7细胞系和人单核细胞来源的巨噬细胞(hMDMs),通过siRNA敲低和慢病毒过表达调控CD5L表达,采用Western blot、qRT-PCR、ELISA和流式细胞术分析分子表型。RNA测序和生物信息学分析用于鉴定差异表达基因(DEGs)和富集通路,GSEA验证信号通路参与。线粒体呼吸功能通过Seahorse XF分析仪评估。
3 RESULTS
3.1 CD5L在AAA中显著上调
转录组分析显示,人和小鼠AAA组织中CD5L表达均显著上调(p < 0.05)。在AngII诱导的ApoE?/?小鼠模型中,多普勒超声显示第14天腹主动脉内径显著增加(p < 0.0001),第28天外径增大(p < 0.01)。组织学分析显示AAA小鼠主动脉壁结构严重破坏。qRT-PCR、Western blot和IHC证实AngII组CD5L表达显著上调。免疫荧光显示病变内巨噬细胞大量积聚。此外,AAA组织中VCAM-1、ICAM-1、MMP-2和MMP-9表达增加,而弹性蛋白和SM22α表达降低。
3.2 CD5L敲低加剧AAA进展
尾静脉注射CD5L siRNA显著降低小鼠CD5L表达。与siSCR组相比,CD5L敲低导致第14天最大主动脉内径和终点外径进一步增加。IHC验证siCD5L组CD5L表达显著降低。H&E染色显示siCD5L组主动脉壁破坏和血栓形成更严重。免疫荧光显示F4/80阳性巨噬细胞积聚增加。Western blot分析表明siCD5L组VCAM-1、ICAM-1、MMP-2和MMP-9上调,弹性蛋白和SM22α表达降低。
3.3 CD5L通过抑制巨噬细胞M1极化减缓AAA进展
CIBERSORT分析显示AAA与对照组样本间免疫细胞分布存在差异。Spearman相关分析显示CD5L表达与调节性T细胞、初始CD4+ T细胞和活化肥大细胞呈正相关,与静息记忆CD4+ T细胞、M1巨噬细胞和浆细胞呈负相关。体外实验证实AngII刺激同时诱导CD5L上调和M1极化增强,但时间进程分析显示两者峰值偏移:CD5L表达在刺激后持续上升,而M1标志物在18小时后下降,符合炎症后期负反馈模式。CD5L敲低增加而过表达降低RAW264.7细胞和hMDMs的M1极化,表现为基因表达、蛋白水平和细胞因子分泌的变化。在ApoE?/?小鼠AAA模型中,CD5L敲低增加iNOS、IL-6和IL-1β mRNA表达,升高TNF-α和iNOS蛋白水平,增加血清TNF-α和IL-6浓度。免疫荧光和IHC显示腹主动脉壁iNOS阳性和TNF-α阳性巨噬细胞积聚增加。
3.4 CD5L通过激活PI3K/Akt信号通路减少AAA微环境中的巨噬细胞M1极化
RNA-seq和生物信息学分析表明,CD5L通过激活PI3K/Akt通路抑制M1极化。AngII处理的RAW264.7细胞与siCD5L转染细胞比较,鉴定出76个DEGs(39个上调,37个下调)。KEGG分析将PI3K/Akt通路列为前10个富集通路之一(p < 0.05,FDR < 0.1)。GSEA进一步证实REACTOME_PI3K_AKT_ACTIVATION通路显著富集(|NES| ≥ 1.0,名义p < 0.05,FDR < 0.25)。此外,线粒体应激分析显示AngII显著损害主动脉线粒体呼吸,降低基础OCR和ATP production。
3.5 CD5L在AAA微环境中调控PI3K/Akt/NF-κB轴
时间进程Western blot分析显示,AngII处理的RAW264.7巨噬细胞中胞质p-PI3K和p-Akt以及p-IκBα和核p-p65逐渐增加,在18小时达到峰值,24小时仍显著高于基线。PI3K抑制剂LY294002(10 μM)显著逆转AngII诱导的PI3K、Akt、IκBα和p65磷酸化,并增强p-p65核转位。CD5L敲低降低p-PI3K和p-Akt,增加p-IκBα,促进p-p65核积聚,而CD5L过表达则产生相反效应。体内实验中,AngII输注升高小鼠腹主动脉p-PI3K、p-Akt、p-IκBα和p-p65水平,这些变化被CD5L沉默逆转。IHC证实这些表达模式。这些数据表明CD5L通过激活PI3K/Akt信号抑制NF-κB活性,从而限制AAA微环境中的M1巨噬细胞极化。
3.6 CD5L通过PI3K/Akt/NF-κB轴减少M1巨噬细胞极化的机制研究
为进一步评估PI3K/Akt信号在CD5L介导的M1极化抑制中的作用,比较了AngII和LY294002组的M1标志物。qRT-PCR、Western blot和ELISA显示LY294002处理显著增加iNOS、IL-6和IL-1β表达。流式细胞术证实LY294002组CD86+ M1巨噬细胞比例升高。挽救实验使用PI3K激活剂740Y-P(50 μg/mL),在siCD5L + 740Y-P细胞中,与单独740Y-P相比,CD5L表达降低,伴随p-PI3K和p-Akt减少,p-IκBα和核p-p65增加,TNF-α和iNOS水平升高。与单独siCD5L相比,740Y-P共处理恢复p-PI3K和p-Akt,抑制p-IκBα和p-p65,降低TNF-α和iNOS表达。这些结果支持CD5L通过PI3K/Akt介导的NF-κB活性抑制减弱AAA中的M1极化。
4 DISCUSSION
本研究探讨了CD5L通过调控PI3K/Akt/NF-κB轴减少AAA中巨噬细胞M1极化的机制。AAA是一种复杂且未完全阐明发病机制的疾病,目前缺乏有效药物治疗方法。本研究通过整合公共转录组数据和免疫浸润分析,发现CD5L表达与多种免疫细胞亚群显著相关,与M1巨噬细胞呈负相关,表明CD5L在AAA微环境中抑制促炎巨噬细胞极化。功能实验表明CD5L敲低显著促进RAW264.7细胞和hMDMs的M1极化,伴随促炎细胞因子和趋化因子升高,而过表达抑制这些变化。在ApoE?/?小鼠AAA模型中,CD5L敲低增加M1巨噬细胞浸润和促炎细胞因子表达。RNA-seq和生物信息学分析表明CD5L通过激活PI3K/Akt通路抑制M1极化。药理实验证实PI3K/Akt通路是CD5L抗炎作用的核心机制。这些发现为AAA的免疫代谢治疗提供了新靶点。
5 CONCLUSION
CD5L在AAA中上调,通过激活PI3K/Akt/NF-κB信号轴作为M1巨噬细胞极化的负调控因子。这种调节减少促炎细胞因子释放和血管损伤,从而缓解AAA进展。体内外证据表明PI3K/Akt通路对CD5L的抗炎作用至关重要,药理激活可部分恢复CD5L缺陷下的保护表型。这些发现表明增强CD5L活性或选择性激活巨噬细胞中的PI3K/Akt通路可能是控制血管炎症和减缓AAA发展的合理策略。
生物通微信公众号
生物通新浪微博
今日动态 |
人才市场 |
新技术专栏 |
中国科学人 |
云展台 |
BioHot |
云讲堂直播 |
会展中心 |
特价专栏 |
技术快讯 |
免费试用
版权所有 生物通
Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved
联系信箱:
粤ICP备09063491号