本文介绍了一篇关于EH(子宫内膜增生)疾病的研究,该疾病是由雌激素失调引起的无菌炎症性疾病。研究通过单细胞测序发现SHP2在EH患者的细胞亚群中高表达,并通过实验分析SHP2在疾病中的作用。文章还探讨了SHP2与其他信号通路的关系,如MAPKK信号通路和Toll样受体信号通路等。
文章通过实验验证雌激素对于子宫内膜的上皮细胞增殖依赖于SHP2的表达。对SHP2磷酸化位点的突变进一步证明了其重要性。另外,通过单细胞测序和实验验证了雌激素激活SHP2后的一系列反应,包括炎症激活、细胞外蛋白分泌等。
文章中提到了一些逻辑漏洞和假设的迭代过程,以及一些验证的不确定性,例如不确定雌激素如何激活SHP2等。
文章最后提到了使用SHP2抑制剂对体内实验的影响,并形成了关于雌激素激活SHP2后的一系列反应的示意图。
我这种博士生读炎症微环境细胞互作的文献,就仿佛是在刷视频!看完就觉得很厉害,但真要问我讲了啥,我只能像马科长一样啥都不知道……细胞间的互作,其实也算是国自然的一个热点,有的文章可以把机制研究得比较透彻,但有些文章就会留下一些坑没有填。今天讲的这篇文章是南京大学的两位博士生,发表在14.3分的Adv Sci (Weinh)上的文章。说实话这篇文章内容来说是做得很多的,但在一些细节上,还是存在着一些逻辑漏洞(由于一些逻辑上的漏洞,就让人觉得,这篇文章的证据链还不够完善,不清楚科研的逻辑漏洞的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》、《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列)。那么我们就来看看他们做了点啥吧:
他们分析了的是EH(子宫内膜增生)这种疾病,这种疾病是在雌激素的失调情况下,导致了无菌炎症性疾病。首先他们上来就是一个单细胞测序,然后通过单细胞测序发现,在EH患者的细胞亚群中,会高表达SHP2(这个蛋白想必大家都比较熟悉了,在MAPK信号通路、Ras信号通路以及Toll样受体信号通路中都有SHP2,他是对蛋白进行去磷酸化修饰的,不清楚这些信号通路的话,可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列),而在免疫荧光染色中也验证了这一点。那么EH患者中激素的差异,是否是导致SHP2表达或者激活的关键呢?为了分析这一点,他们就进行了雌二醇处理后的体外实验,分析SHP2的表达,以及其磷酸化位点的激活情况,结果也验证了这一假设:
那么SHP2是否是造成子宫内膜的上皮细胞增殖的关键呢?(这其实就是假设的迭代,在通过归纳法将SHP2引入了EH这个疾病后,SHP2的表达或者激活,就变成了可能造成EH疾病的关键,于是就形成了这样的假设迭代,不清楚假设迭代的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》和《信号通路是什么鬼?》系列)他们通过内皮细胞特异性敲除SHP2,确定了雌激素对于子宫内膜的上皮细胞增殖,是依赖于SHP2的。其实这里也只能证明是依赖于SHP2的表达,而如果要确定是SHP2的激活导致的,就应该通过特异性突变SHP2的磷酸化位点来进行验证:
雌激素的诱导,会导致SHP2的激活。那么在SHP2激活后,内皮细胞产生了什么样的变化呢?通过单细胞测序数据(下图的UMAP图,就是对于内皮细胞亚群的分簇,红色部分就是各个基因表达的情况,看不懂单细胞测序的UMAP图或者tSNE图的话,可以去看看《夏老师带你读文献》和《列文虎克读文献》),他们发现雌激素激活的SHP2表达增强,会刺激内皮细胞的炎症激活,以及细胞外蛋白分泌。而在雌激素刺激后,通过抑制剂抑制SHP2后,则能抑制这些现象:
这些结果说明了雌激素诱导的子宫内膜无菌的炎症情况,可能是依赖于SHP2的。而接下去,他们用三个实验,来说明了雌激素激活了SHP2后,由SHP2来维持了这一无菌炎症情况。他们给出了三个证据,第一个是雌激素诱导后,停药后还是能维持无菌炎症;第二个是敲除了SHP2后,加入雌激素,无法诱导无菌炎症;第三个是雌激素停药后,SHP2的激活仍然持续。但,大家如果细想一下的话,这三个结果是否靠谱呢?这部分验证看似挺合理的,但关键问题在于不确定雌激素如何激活SHP2。由于SHP2本身就与炎症有一定的关联性,所以直接敲除了SHP2造成的结果并不能归咎到雌激素上(这也就是所谓的中项不周延的逻辑谬误,不能因为雌激素能影响SHP2表达,同时SHP2能影响无菌炎症反应,就得到雌激素通过SHP2影响无菌炎症这个结果,不清楚中项不周延的逻辑谬误的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》、《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列):
通过单细胞测序的类似CellChat的分析,他们发现内皮细胞在雌激素激活后,其与巨噬细胞的互作增多。而通过内皮细胞的培养基上清,处理巨噬细胞,可以发现巨噬细胞会受到雌激素及SHP2激活的内皮细胞分泌蛋白的影响,激活炎症反应。同时巨噬细胞激活后产生的培养基上清,也会促进内皮细胞趋化因子的表达。这样就形成了一个正反馈的通路,也就是在雌激素激活内皮细胞炎症后,过表达的趋化因子会招募巨噬细胞,产生更多的炎症因子:
另一方面雌激素激活后的内皮细胞,会产生IGF1这样的生长因子,他们发现雌激素刺激后的内皮细胞培养基和IGF1处理,都能激活子宫内膜上皮细胞的增殖。而敲除SHP2后,雌激素诱导的内皮细胞则无法激活子宫内膜上皮细胞的增殖。通过这个他们想说明雌激素是通过SHP2以及IGF1响了子宫内膜上皮细胞的增殖(这个大家可以再细想一下,是不是这样):
那么具体SHP2是通过什么蛋白导致了下游这些转录因子变化的呢?他们通过测序的分析,发现了SHP2的表达,以及雌激素的诱导,会影响Ap1的几个亚基的表达。Ap1是一个转录因子,于是他们使用了Ap1的抑制剂,来分析雌激素做用后,对于内皮细胞炎症因子以及IGF1的转录情况(这里的逻辑问题是肯定后件的逻辑谬误,由于Ap1这样的转录因子,太过下游,不能得到明确的机制验证,其与SHP2之间的关联性也并不强,所以很难说明问题,不清楚肯定后件逻辑谬误的话,就去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》、《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列):
那SHP2诱导Ap1激活的具体机制到底是什么呢?他们通过蛋白互作,分析出SHP2能结合RIPK1,而RIPK1的磷酸化位点Tyr380与SHP2的结合有关。他们通过对RIPK1的Tyr380位点的突变,突变成无法磷酸化或模拟磷酸化,来分析了两者的结合(这一点其实是值得肯定的,通过磷酸化位点的突变,来分析磷酸化与去磷酸化对于RIPK1的功能影响,可以避免肯定后件的逻辑谬误,不清楚肯定后件逻辑谬误的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》),结果发现无法磷酸化后SHP2对于RIPK1的结合减弱,使得RIPK1的Ser166位点磷酸化增强(因为SHP2是去磷酸化酶),从而导致了RIPK1的下游靶基因的表达增强。所以他们认为,SHP2通过结合RIPK1的Tyr380并去除该位点磷酸化,从而促进了RIPK1的Ser166位点磷酸化,激活了其酶活性。然后,激活的RIPK1激活其下游AP1 转录因子复合物,从而促进了炎症因子及IGF1的转录(说实话,这里结果还是有点乱的,其实并没有验证RIPK1对于Ap1的激活过程):
最后在验证了使用SHP2抑制剂后,对于体内实验减轻小鼠的无菌性炎症和子宫内膜增生后。他们就形成了这样的示意图,雌激素激活了SHP2,而SHP2通过抑制RIPK1的Tyr380磷酸化,激活了其Ser166位点磷酸化,从而激活了Ap1复合体,促进了下游趋化因子、炎性因子以及IGF1的转录。炎性因子促进了无菌炎症,IGF1促进了子宫内膜上皮细胞的增殖,趋化因子诱导招募巨噬细胞,而巨噬细胞产生的炎症因子又进一步促进了内皮细胞的炎性因子以及IGF1的转录,形成了正反馈通路:
总的来说,这篇文章的工作量还是很大的,也做了不少实验。但是在整个通路形成的环节上,都缺少了一些更为直接的证据,都只能用“依赖于”这样的词来衔接。如果能明确雌激素对于SHP2的具体诱导机制,或者明确SHP2对于RIPK1的结合位点,而不是仅仅通过突变RIPK1的磷酸化位点。好了,今天就先策到这里吧,有兴趣的话可以去看看原文,祝你们心明眼亮。
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