本文主要研究了海军军医大学长征医院心内科博士关于血小板P2Y12基因抑制对巨噬细胞铁代谢的影响。文章提出假设并验证,发现抑制P2Y12会影响巨噬细胞铁负荷,进而对动脉粥样硬化产生影响。通过一系列实验验证,发现P2Y12通过NFκB信号通路影响巨噬细胞的铁负荷,进而影响到动脉粥样硬化的病程。
文章关注巨噬细胞铁死亡课题,特别是海军军医大学长征医院心内科博士的研究,关于血小板P2Y12基因抑制对治疗预防动脉粥样硬化血栓的潜力,以及巨噬细胞在这一过程中的作用。
研究者基于临床经验及文献提出假设:抑制P2Y12可能影响巨噬细胞铁负荷。通过归纳法、米勒五法等方法进行假设验证,并利用柯霍氏法则进行验证实验设计。
研究发现使用P2Y12抑制剂后血清铁离子水平升高,通过分析和验证实验,发现P2Y12的突变失活可降低巨噬细胞的铁离子负载。进一步验证了P2Y12通过NFκB信号通路影响巨噬细胞的铁负荷。
研究结果显示,通过调节P2Y12的活性,可以调节巨噬细胞的铁离子负载,进而影响动脉粥样硬化的病程。这为预防和治疗动脉粥样硬化提供了新的思路和方法。
文章通过逻辑推理和迭代假设的方式进行研究,展现了一种值得借鉴的科研思路和方法。同时,文章也提供了一些有用的工具和资源,如信号通路解析、文献解读等,有助于读者更深入地理解科研过程。
博士生师弟的巨噬细胞铁死亡课题又陷入了瓶颈!但我觉得他的课题总是遇到瓶颈,早晚要被锁喉……今天这篇文章还挺有意思,讲的是巨噬细胞的铁代谢。这篇文章是海军军医大学长征医院心内科博士,发表在11.4分的J Adv Res.上的文章。他们研究的是一个血小板P2Y12基因,基于这个基因的抑制,可以治疗预防动脉粥样硬化血栓,而动脉粥样硬化和巨噬细胞也有着密切的关系。于是他们就提出了一个假设,抑制P2Y12对于巨噬细胞,是否会影响巨噬细胞(假设的提出,是需要从已知的信息中寻找线索的,通过临床的经验或者已有的文献,总结出一个可能的,并且可以证伪的命题,来作为假设,不清楚假设提出的话,可以看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》)。我们就来看看他们做了点什么吧:
首先,他们发现使用了P2Y12抑制剂后,血清铁离子水平明显增高(这其实是归纳法中,米勒五法的求同求异法,也就是在两组差异中,求取之间可能存在的关联性,不清楚归纳法中的米勒五法的话,可以去看看《列文虎克读文献》和《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》)。而血清铁离子水平,与高铁血症有关:
既然使用了P2Y12抑制剂后,血清中铁离子浓度增加,也就意味着有一些组织或者细胞将内部的铁离子释放了出来,否则铁离子是不可能凭空增多的(到了这里,其实假设就已经迭代了,通过已知的P2Y12抑制剂与血清铁离子的关系,推断出可能的铁离子来源,从而迭代出新的假设,不清楚假设迭代的话,可以看看《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)。于是他们就分析了高铁离子饮食后,对于器官以及巨噬细胞中铁离子的变化。结果发现P2Y12突变失活后,血清中铁离子浓度增加,但一些器官组织,比如肝脏中铁离子负载降低,同时巨噬细胞中铁离子的负载也明显降低了:
为了进一步进行体内验证,他们使用了斑马鱼模型,结果发现在体内环境中,P2Y12的突变失活也可以降低巨噬细胞的铁离子负载:
那么对于铁离子负载的降低,对于巨噬细胞而言会有什么样的影响呢?对于铁离子而言,最直接的作用就是可能会影响铁死亡,而对于巨噬细胞而言,炎症相关因子的信号通路也是关键(铁死亡和炎症因子通路的激活其实都是比较常见的,他们在这里对于铁死亡分析了GPX4和SLC7A11,对于巨噬细胞的炎症反应,他们分析了TNFα等炎症因子的表达,不清楚铁死亡和炎症相关信号通路的话,可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列)。结果发现敲减了P2Y12后,巨噬细胞的铁死亡和炎症反应明显减弱了:
而使用了P2Y12的激动剂对其进行激活,则明显促进了巨噬细胞的铁死亡以及炎症反应(这一步其实就是柯霍氏法则的验证,通过移除或加入P2Y12这样的关键因素,来分析下游对于巨噬细胞的影响,不清楚柯霍氏法则的话,可以去看看《轻松的文献导读》和《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》):
那么具体P2Y12影响的是什么下游基因对巨噬细胞的铁离子进行了调控的呢?他们进行了二代测序,分析了P2Y12突变失活后下游的差异基因。结果发现P2Y12影响的是NFκB,以及HEPC(铁调素)-FPN1轴。为了明确NFκB是HEPC-FPN1的上游,他们使用了NFκB的抑制剂(其实这里的验证,稍显松散,由于NFκB影响的外延并不仅仅只有HEPC-FPN1轴,所以如果细究的话,就会有肯定后件的逻辑谬误,不清楚肯定后件逻辑谬误的话,可以看看《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)。最后他们得出的结果,就是P2Y12会通过NF-κB/HEPC-FPN1轴的信号通路调节,影响巨噬细胞的铁负荷:
由于粥样动脉硬化由载脂蛋白沉积在血管内壁引起慢性炎症的一种病变过程,随着炎症反应的发生,血管内壁则会募集巨噬细胞,加剧粥样动脉硬化。而巨噬细胞的铁负载,也影响了其炎症反应。于是他们分析了一下,P2Y12的缺乏对于斑马鱼巨噬细胞铁负载及动脉粥样硬化的影响,结果发现,P2Y12的缺乏可以减少斑马鱼巨噬细胞铁负载,同时防止动脉粥样硬化:
而动脉粥样硬化斑块中,使用ox-LDL(氧化的低密度脂蛋白)可以诱导巨噬细胞的铁死亡和炎症的活化。他们就同样分析了一下,敲减P2Y12或使用了P2Y12的激活剂,对于ox-LDL体外对巨噬细胞诱导的影响。结构发现,P2Y12敲减后,减轻ox-LDL诱导的铁死亡和巨噬细胞活化,而使用P2Y12的激活剂效果则相反:
最后,就形成了这样的示意图。P2Y12通过抑制NFκB信号通路,抑制了HEPC-FPN1的表达,FPN1这种铁泵蛋白可以促进铁离子的外排,FPN1被抑制后,巨噬细胞的铁离子外排就被减弱了,导致了铁离子的负载增加。而使用P2Y12抑制剂,促进了NFκB-HEPC-FPN1轴,减轻了巨噬细胞的铁离子负载,降低了铁死亡以及巨噬细胞的炎症反应,从而缓解了动脉粥样硬化的病程:
今天这篇文章,其实有意思地方,就是通过了一步步的推理,迭代假设的过程。虽然在验证的过程中,还存在这一些疏漏,但是整个论文推进的过程是挺值得大家一起思考借鉴的。好了,今天就先策到这里吧,有兴趣的话可以看看原文,祝你们心明眼亮。
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