Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Trục P38-DAPK1 điều chỉnh sự thực bào LC3 liên kết (LAP) của tế bào vi mô trong mô hình xuất huyết dưới nhện in vitro
Tóm tắt
Sự thực bào và cân bằng nội môi của tế bào vi mô đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự làm sạch máu và cải thiện tiên lượng sau xuất huyết dưới nhện (SAH). Sự thực bào liên kết với LC3 (LAP) góp phần vào sự thực bào và cân bằng nội môi của tế bào vi mô thông qua các thành phần liên quan đến tự thực bào. Thông qua giải trình tự RNA-seq, chúng tôi đã phát hiện ra các con đường tín hiệu và gen tiềm năng quan trọng đối với LAP của tế bào vi mô. Chúng tôi sử dụng mô hình in vitro phơi nhiễm oxyhemoglobin như một mô hình SAH trong nghiên cứu. Giải trình tự RNA-seq được thực hiện để tìm kiếm các con đường tín hiệu và gen quan trọng trong việc điều chỉnh LAP. Các hạt sinh học được sử dụng để đánh giá khả năng thực bào của tế bào vi mô. Các kỹ thuật bao gồm Western blot (WB), tách miễn dịch, phản ứng chuỗi polymerase định lượng (qPCR) và miễn dịch phát quang được thực hiện để phát hiện sự thay đổi biểu hiện của các thành phần liên quan đến LAP và điều tra các cơ chế tiềm năng. Trong mô hình SAH in vitro, có sự gia tăng viêm nhiễm và giảm thực bào ở tế bào vi mô. Đồng thời, chúng tôi phát hiện ra rằng LAP của tế bào vi mô bị ức chế ở tất cả các giai đoạn. Giải trình tự RNA-seq tiết lộ tầm quan trọng của con đường tín hiệu P38 MAPK và DAPK1 trong việc điều chỉnh LAP của tế bào vi mô. P38 được phát hiện có khả năng điều chỉnh biểu hiện của DAPK1, và trục P38-DAPK1 đã được xác định để điều chỉnh LAP và cân bằng nội môi của tế bào vi mô sau SAH. Cuối cùng, chúng tôi phát hiện rằng trục P38-DAPK1 điều chỉnh biểu hiện của BECN1, điều này chỉ ra cơ chế tiềm năng của trục P38-DAPK1 trong việc điều chỉnh LAP của tế bào vi mô. Trục P38-DAPK1 điều chỉnh LAP của tế bào vi mô thông qua BECN1, ảnh hưởng đến sự thực bào và cân bằng nội môi của tế bào vi mô trong mô hình SAH in vitro.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Macdonald RL, Schweizer TA. Spontaneous subarachnoid haemorrhage. Lancet (London, England). 2017;389:655–66.
Neifert SN, Chapman EK, Martini ML, Shuman WH, Schupper AJ, Oermann EK, Mocco J, Macdonald RL. Aneurysmal subarachnoid hemorrhage: the last decade. Transl Stroke Res. 2021;12:428–46.
Ritzenthaler T, Gobert F, Bouchier B, Dailler F. Amount of blood during the subacute phase and clot clearance rate as prognostic factors for delayed cerebral ischemia after aneurysmal subarachnoid hemorrhage. J Clin Neurosci. 2021;87:74–9.
Park HG, Kim S, Chung J, Jang CK, Park KY, Lee JW. Intraventricular hemorrhage clot clearance rate as an outcome predictor in patients with aneurysmal subarachnoid hemorrhage: A retrospective study. BMC Neurol. 2021;21:482.
Schallner N, Pandit R, LeBlanc R, Thomas AJ, Ogilvy CS, Zuckerbraun BS, Gallo D, Otterbein LE, Hanafy KA. Microglia regulate blood clearance in subarachnoid hemorrhage by heme oxygenase-1. J Clin Investig. 2015;125:2609–25.
Ko S-B, Choi HA, Helbok R, Schmidt JM, Badjatia N, Claassen J, Connolly ES, Mayer SA, Lee K. Quantitative analysis of hemorrhage clearance and delayed cerebral ischemia after subarachnoid hemorrhage. J Neurointerv Surg. 2016;8:923–6.
Kaiser S, Selzner L, Weber J, Schallner N. Carbon monoxide controls microglial erythrophagocytosis by regulating CD36 surface expression to reduce the severity of hemorrhagic injury. Glia. 2020;68:2427–45.
Xu C-R, Li J-R, Jiang S-W, Wan L, Zhang X, Xia L, Hua X-M, Li S-T, Chen H-J, Fu X-J, Jing C-H. CD47 blockade accelerates blood clearance and alleviates early brain injury after experimental subarachnoid hemorrhage. Front Immunol. 2022;13: 823999.
Butler CA, Popescu AS, Kitchener EJA, Allendorf DH, Puigdellívol M, Brown GC. Microglial phagocytosis of neurons in neurodegeneration, and its regulation. J Neurochem. 2021;158:621–39.
Warden AS, Han C, Hansen E, Trescott S, Nguyen C, Kim R, Schafer D, Johnson A, Wright M, Ramirez G, et al. Tools for studying human microglia: In vitro and in vivo strategies. Brain Behav Immun. 2022;107:369–82.
Ballabio A, Bonifacino JS. Lysosomes as dynamic regulators of cell and organismal homeostasis. Nat Rev Mol Cell Biol. 2020;21:101–18.
Sanjuan MA, Dillon CP, Tait SWG, Moshiach S, Dorsey F, Connell S, Komatsu M, Tanaka K, Cleveland JL, Withoff S, Green DR. Toll-like receptor signalling in macrophages links the autophagy pathway to phagocytosis. Nature. 2007;450:1253–7.
Romao S, Münz C. LC3-associated phagocytosis. Autophagy. 2014;10:526–8.
Forn-Cuní G, Welvaarts L, Stel FM, van den Hondel CJ, Arentshorst M, Ram A, Meijer AH: Stimulating the autophagic-lysosomal axis enhances host defense against fungal infection in a zebrafish model of invasive Aspergillosis. Autophagy. 2022.
Chen Y, He Y, Wu X, Xu X, Gong J, Chen Y, Gong J. Rubicon promotes the M2 polarization of Kupffer cells via LC3-associated phagocytosis-mediated clearance to improve liver transplantation. Cell Immunol. 2022;378: 104556.
Heckmann BL, Teubner BJW, Tummers B, Boada-Romero E, Harris L, Yang M, Guy CS, Zakharenko SS, Green DR: LC3-Associated endocytosis facilitates β-amyloid clearance and mitigates neurodegeneration in murine Alzheimer's disease. Cell. 2019;178.
Moore JA, Mistry JJ, Hellmich C, Horton RH, Wojtowicz EE, Jibril A, Jefferson M, Wileman T, Beraza N, Bowles KM, Rushworth SA: LC3-associated phagocytosis in bone marrow macrophages suppresses acute myeloid leukemia progression through STING activation. J Clin Investig. 2022;132.
Zhou T, Li Y, Li X, Zeng F, Rao Y, He Y, Wang Y, Liu M, Li D, Xu Z, et al. Microglial debris is cleared by astrocytes via C4b-facilitated phagocytosis and degraded via RUBICON-dependent noncanonical autophagy in mice. Nat Commun. 2022;13:6233.
Martinez J, Almendinger J, Oberst A, Ness R, Dillon CP, Fitzgerald P, Hengartner MO, Green DR. Microtubule-associated protein 1 light chain 3 alpha (LC3)-associated phagocytosis is required for the efficient clearance of dead cells. Proc Natl Acad Sci USA. 2011;108:17396–401.
Lee J-W, Nam H, Kim LE, Jeon Y, Min H, Ha S, Lee Y, Kim S-Y, Lee SJ, Kim E-K, Yu S-W. TLR4 (toll-like receptor 4) activation suppresses autophagy through inhibition of FOXO3 and impairs phagocytic capacity of microglia. Autophagy. 2019;15:753–70.
Liu B, Deng X, Jiang Q, Li G, Zhang J, Zhang N, Xin S, Xu K. Scoparone improves hepatic inflammation and autophagy in mice with nonalcoholic steatohepatitis by regulating the ROS/P38/Nrf2 axis and PI3K/AKT/mTOR pathway in macrophages. Biomed Pharmacother. 2020;125:109895.
Stalnecker CA, Grover KR, Edwards AC, Coleman MF, Yang R, DeLiberty JM, Papke B, Goodwin CM, Pierobon M, Petricoin EF, et al. Concurrent inhibition of IGF1R and ERK increases pancreatic cancer sensitivity to autophagy inhibitors. Can Res. 2022;82:586–98.
Bai Y, Liu X, Qi X, Liu X, Peng F, Li H, Fu H, Pei S, Chen L, Chi X, et al. PDIA6 modulates apoptosis and autophagy of non-small cell lung cancer cells via the MAP4K1/JNK signaling pathway. EBioMedicine. 2019;42:311–25.
Singh P, Ravanan P, Talwar P. Death associated protein kinase 1 (DAPK1): a regulator of apoptosis and autophagy. Front Mol Neurosci. 2016;9:46.
Oikonomou V, Moretti S, Renga G, Galosi C, Borghi M, Pariano M, Puccetti M, Palmerini CA, Amico L, Carotti A, et al. Noncanonical fungal autophagy inhibits inflammation in response to IFN-γ via DAPK1. Cell Host Microbe. 2016;20:744–57.
Lu Y, Zhang X-S, Zhang Z-H, Zhou X-M, Gao Y-Y, Liu G-J, Wang H, Wu L-Y, Li W, Hang C-H. Peroxiredoxin 2 activates microglia by interacting with Toll-like receptor 4 after subarachnoid hemorrhage. J Neuroinflamm. 2018;15:87.
Chen X-X, Tao T, Gao S, Wang H, Zhou X-M, Gao Y-Y, Hang C-H, Li W. Knock-Down of CD24 in Astrocytes Aggravates Oxyhemoglobin-Induced Hippocampal Neuron Impairment. Neurochem Res. 2022;47:590–600.
Dunn KW, Kamocka MM, McDonald JH. A practical guide to evaluating colocalization in biological microscopy. Am J Physiol Cell Physiol. 2011;300:C723–42.
Chen X, Jiang M, Li H, Wang Y, Shen H, Li X, Zhang Y, Wu J, Yu Z, Chen G. CX3CL1/CX3CR1 axis attenuates early brain injury via promoting the delivery of exosomal microRNA-124 from neuron to microglia after subarachnoid hemorrhage. J Neuroinflammation. 2020;17:209.
Herb M, Gluschko A, Schramm M. LC3-associated phagocytosis - The highway to hell for phagocytosed microbes. Semin Cell Dev Biol. 2020;101:68–76.
Wang S, Mi R, Cai Z, Wang Z, Zeng C, Xie Z, Li J, Ma M, Liu W, Su H, et al. DAPK1 interacts with the p38 isoform MAPK14, preventing its nuclear translocation and stimulation of bone marrow adipogenesis. stem Cells (Dayton, Ohio). 2022;40:508–22.
Cunha LD, Yang M, Carter R, Guy C, Harris L, Crawford JC, Quarato G, Boada-Romero E, Kalkavan H, Johnson MDL, et al: LC3-Associated Phagocytosis in Myeloid Cells Promotes Tumor Immune Tolerance. Cell. 2018;175.
Akoumianaki T, Vaporidi K, Diamantaki E, Pène F, Beau R, Gresnigt MS, Gkountzinopulou M, Venichaki M, Drakos E, El-Benna J, et al: Uncoupling of IL-6 signaling and LC3-associated phagocytosis drives immunoparalysis during sepsis. Cell Host & Microbe 2021, 29.
Martinez J, Malireddi RKS, Lu Q, Cunha LD, Pelletier S, Gingras S, Orchard R, Guan J-L, Tan H, Peng J, et al. Molecular characterization of LC3-associated phagocytosis reveals distinct roles for Rubicon, NOX2 and autophagy proteins. Nat Cell Biol. 2015;17:893–906.
Peña-Martinez C, Rickman AD, Heckmann BL. Beyond autophagy: LC3-associated phagocytosis and endocytosis. Sci Adv. 2022;8:eabn1702.
Wei T, Xiaojun X, Peilong C. Magnoflorine improves sensitivity to doxorubicin (DOX) of breast cancer cells via inducing apoptosis and autophagy through AKT/mTOR and p38 signaling pathways. Biomed Pharmacother. 2020;121:109139.
Gao X, Gao Y-Y, Yan H-Y, Liu G-J, Zhou Y, Tao T, Yue T-T, Pang C, Chen X-X, Gao S, et al. PDK4 decrease neuronal apoptosis inhibiting ROS-ASK1/P38 Pathway in Early Brain injury after subarachnoid hemorrhage. Antioxid Redox Signal. 2022;36:505–24.
Kang R, Zeh HJ, Lotze MT, Tang D. The Beclin 1 network regulates autophagy and apoptosis. Cell Death Differ. 2011;18:571–80.
Kim M-J, Min Y, Shim J-H, Chun E, Lee K-Y. CRBN is a negative regulator of bactericidal activity and autophagy activation through inhibiting the ubiquitination of ECSIT and BECN1. Front Immunol. 2019;10:2203.
Han T, Guo M, Gan M, Yu B, Tian X, Wang J-B. TRIM59 regulates autophagy through modulating both the transcription and the ubiquitination of BECN1. Autophagy. 2018;14:2035–48.
Li X, Yang K-B, Chen W, Mai J, Wu X-Q, Sun T, Wu R-Y, Jiao L, Li D-D, Ji J, et al. CUL3 (cullin 3)-mediated ubiquitination and degradation of BECN1 (beclin 1) inhibit autophagy and promote tumor progression. Autophagy. 2021;17:4323–40.