高糖条件下沉默LRP6通过...üller细胞的自噬与凋亡_周敏华.pdf
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1、东南大学学报(医学版)J Southeast Univ(Med Sci Edi)2023,Feb;42(1):32-40收稿日期2022-08-08 修回日期2022-11-11基金项目广东省医学科研基金资助项目(B2021203)作者简介周敏华(1977 ),女,广东东莞人,副主任医师。E-mail:nanali1986163 com通信作者朱咏瑶E-mail:Zhuyy417163 com引文格式周敏华,吴颖,陈毅光,等 高糖条件下沉默 LP6 通过 Wnt/-catenin 途径抑制大鼠视网膜 Mller 细胞的自噬与凋亡J 东南大学学报(医学版),2023,42(1):32-40 论著
2、 高糖条件下沉默 LP6 通过 Wnt/-catenin途径抑制大鼠视网膜 Mller 细胞的自噬与凋亡周敏华,吴颖,陈毅光,陈庆隆,李文翀,刘枘岢,朱咏瑶(东莞市松山湖中心医院 内分泌科,广东 东莞523326)摘要目的:探究在高糖作用下大鼠视网膜 Mller 细胞中低密度脂蛋白受体相关蛋白6(LP6)的表达及其对高糖条件诱导的 Mller 细胞自噬与凋亡的作用和机制。方法:体外培养大鼠视网膜 Mller 细胞,采用 T-PC 与 Western blotting 检测高糖条件下 Mller 细胞中 LP6 mNA 和蛋白的表达水平;利用 siNA 干扰技术沉默 Mller 细胞中的 LP6
3、,并分别在葡萄糖浓度为 5 6 mmolL1(NG)与 35 mmolL1的 DMEM 培养液(HG)中进行培养,按处理方式的不同将 Mller 细胞分为葡萄糖浓度为 5 6 mmolL1的 DMEM 培养的正常葡萄糖组(NG 组)、葡萄糖浓度为35 mmolL1的 DMEM 培养的转染 si-NC 组(HG+si-NC 组)和 si-LP6的 Mller 细胞组(HG+si-LP6 组);采用 Western blotting 检测各组 Mller 细胞中自噬相关蛋白 P62 的表达、LC3/LC3之值、Beclin1 与 Atg12-Atg5 复合体的表达;共聚焦显微镜观察 FP-GFP-
4、LC3 串联质粒转染后各组 Mller 细胞中自噬通量的变化;TUNEL 染色检测各组 Mller 细胞的凋亡率,Western blotting 法检测细胞中抗凋亡蛋白 Bcl-2、促凋亡蛋白 Bax 与 cleaved Caspase-3 及 Wnt/-catenin 途径中-catenin 蛋白的表达。结果:与 NG 组相比,HG 组 Mller 细胞中 LP6 mNA 和蛋白的表达水平明显增高(P 0 01);与 NG 组比较,HG+si-NC 组、HG+si-LP6 组 Mller 细胞中除 P62 和 Bcl-2 蛋白表达显著降低外(P 0 05),LC3/LC3之值、Beclin
5、1 与 Atg12-Atg5 复合体、细胞中自噬通量、TUNEL 阳性细胞率及细胞中 Bad、cleavedCaspase-3 蛋白表达水平均明显升高(P 0 05);而与 HG+si-NC 组比较,HG+si-LP6 组中除 P62、Bcl-2 蛋白明显升高外(P 0 05),其他检测指标均显著降低;此外,与 NG 组比较,HG+si-NC 组中-catenin 蛋白表达显著升高(P 0 05),而 HG+si-LP6 组明显降低(P 0 05);其中与 HG+si-NC 组相比,HG+si-LP6组中-catenin 蛋白的降低趋势更为显著(P 0 01)。结论:高糖可促进 Mller 细
6、胞中 LP6 的表达,采用siNA 干扰技术沉默细胞中 LP6 表达可能通过下调 Wnt/-catenin 途径抑制高糖诱导的 Mller 细胞自噬,并减少细胞的凋亡。关键词高糖;低密度脂蛋白受体相关蛋白 6;视网膜 Mller 细胞;自噬;凋亡;大鼠 中图分类号774 1 文献标志码A 文章编号1671-6264(2023)01-0032-09doi:10 3969/j issn 1671-6264 2023 01 00523Silencing LP6 inhibits the autophagy and apoptosis of rat retinalMller cells through
7、 the Wnt/-catenin pathway underhigh-glucose conditionsZHOU Minhua,WU Ying,CHEN Yiguang,CHEN Qinglong,LI Wenchong,LIU ongke,ZHU Yongyao(Department of Endocrinology,Dongguan Songshanhu Central Hospital,Dongguan 523326,China)Abstract Objective:To investigate the expression of low density lipoprotein re
8、ceptor-associated protein 6(LP6)in Mller cells of rat retina under high-glucose condition and its effect on autophagy and apoptosis inducedby high glucose condition and related mechanisms Methods:Mller cells were cultured in vitro and the expressionlevels of LP6 mNA and protein in Mller cells were d
9、etected by T-PC and Western blotting under high-glu-cose conditions LP6 in Mller cells was silenced by siNA interference method,and cultured in DMEM mediumwith glucose concentration of 5 6 mmolL1(NG)and 35 mmolL1(HG),respectively Mller cells were di-vided into 3 groups according to different treatme
10、nt methods:normal glucose group cultured in DMEM with glucoseconcentration of 5 6 mmolL1(NG group)and Mller cell group transfected with si-NC or si-LP6 cultured inDMEM with glucose concentration of 35 mmolL1(HG+si-NC group or HG+si-LP6 group)Western blottingwas used to detect the expression of autop
11、hagy related protein P62,LC3/LC3 ratio,Beclin1 and Atg12-Atg5complex in Mller cells Confocal microscopy was used to observe the changes of autophagy flux in Mller cells aftertransfection with FP-GFP-LC3 tandem plasmids TUNEL staining was used to detect the apoptosis rate of Mllercells in each group
12、Western blotting was used to detect the expression of anti-apoptotic protein Bcl-2,pro-apoptot-ic protein Bax and cleaved caspase-3,and-catenin protein in Wnt/-catenin pathway esults:Compared withNG group,HG could significantly promote the expression of LP6 mNA and protein in Mller cells(P 0 01)Comp
13、ared with NG group,the expression of P62 and Bcl-2 protein in Muller cells in HG+si-NC group and HG+si-LP6 group was significantly decreased(P 0 05)LC3/LC3 ratio,Beclin1 and Atg12-Atg5 complex,au-tophagy flux,TUNEL positive cell rate,and Bad and cleaved Caspase-3 protein expression levels in cells w
14、ere sig-nificantly increased(P 0 05)Compared with HG+si-NC group,the protein levels of P62 and Bcl-2 in HG+si-LP6 group were significantly increased(P 0 05),and other indicators were significantly decreased In addition,compared with NG group,-catenin protein expression in HG+si-NC group was signific
15、antly increased(P 0.05),while that in HG+si-LP6 group was significantly decreased(P 0 05)The decrease trend of-cateninprotein in HG+si-LP6 group was more significant than that in HG+si-NC group(P 0 01)Conclusion:Highglucose can promote the expression of LP6 in Mller cells,while silencing LP6 express
16、ion by siNA interferencemay inhibit the autophagy of Mller cells induced by high glucose and reduce cell apoptosis by down-regulatingWnt/-catenin pathway Key wordshigh glucose;low density lipoprotein receptor-associated protein 6;retinal Mller cells;autophagy;apoptosis;rats糖尿病视网膜病变(diabetic retinopa
17、thy,D)是造成全世界劳动年龄人群视力受损与失明的主要原因1。流行病学数据表明,截至 2019 年,我国糖尿病患者高达 1 16 亿,占全世界糖尿病人口总数的 1/4 以上,居世界首位2。但迄今为止,D 的确切发病机制尚不清楚,而目前治疗 D 的方法,如抗血管内皮生长因子和激光凝固术等,对 D 患者的疗效有限3。因此,积极探究 D 的发病机制具有重要意义。视网膜33周敏华,等 高糖条件下沉默 LP6 通过 Wnt/-catenin 途径抑制大鼠视网膜 Mller 细胞的自噬与凋亡Wnt/-catenin 信号通路中的重要辅助受体,即低密度脂蛋白受体相关蛋白6(low-density lipo
18、protein receptor-associated protein 6,LP6)在 D 患者与链脲佐菌素诱导的 D 大鼠中的表达较正常对照组明显升高,提示 LP6 参与调控 D 的发生与进展4-5。Mller 细胞作为视网膜中的主要神经胶质细胞,能够向视网膜提供营养,并维持其正常结构,从而发挥维持视网膜稳态的重要功能6。高血糖环境下 Mller 细胞的损伤会导致视网膜功能的受损,且是 D 发病机制的早期特征,并促进视网膜微血管病变的发展6-7。上述研究结果表明,LP6 与 D 的发生与进展密切相关,但其具体作用机制尚不清楚。因此,本研究将在体外实验中探讨 LP6 在高血糖条件下 Mller
19、 细胞中表达及在高糖诱导的细胞损伤中的相关作用,以期进一步揭示D 的发病机制。1材料与方法1 1主要材料与仪器大鼠视网膜 Mller 细胞购自上海烜雅生物科技有限公司;沉默 LP6 的 si-NA(si-LP6)与阴性对照序列 siNA(si-NC)购自上海吉玛制药技术有限公司;胎牛血清(FBS,美国 Gibco 公司);Trizol 试剂、cDNA 合成试剂盒、BCA 蛋白检测试剂盒、增强型化学发光(ECL)试 剂 盒、Lipofectamin3000 转 染 试 剂(美 国Thermo Fisher 公司);葡萄糖浓度分别为 5 6 mmolL1与 35 mmolL1的 DMEM 培养液、
20、1%的青霉素与链霉素混合液(美国 Hyclone 公司);SYB Premix ExTaq 试剂盒(日本 TaKaa 公司);IPA 裂解液、一步法 TUNEL 细胞凋亡检测试剂盒、DAPI 试剂、辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔二抗(上海碧云天生物技术有限公司);FP-GFP-LC3 串联质粒(上海百致生物医药科技有限公司);兔抗 LC3B、P62(美国 Abcam 公司);兔抗 Bcl-2、cleaved Caspase-3 抗体(美国 Santa Cruz 公司);兔抗 LP6、Beclin1、Atg12-Atg5 复合体、Bad、-catenin、GAPDH 抗体(美国 Cell Sign
21、alling Technologies公司);ABI 7500HT 实时 PC 系统(美国 Applied Bio-systems 公司);NanoDrop 分光光度计(美国 ThermoFisher 公司)。1 2方法1 2 1细胞的培养、转染和分组采用含 10%FBS、1%青链霉素的 DMEM 培养液,在 37、体积分数 5%CO2培养箱中培养 Mller 细胞。取处于对数生长期的Mller 细胞,调整细胞密度后,按 1 105ml1接种至12 孔 板 中,待 细 胞 生 长 融 合 至 80%时,按 Lipo-fectamin3000 转染试剂使用操作方法将 si-LP6 和si-NC
22、转染入 Mller 细胞。转染 24 h 后使用 T-PC与 Western blotting 法检测 siNA 的干扰效率。按实验目的将转染后的 Mller 细胞分为 3 组:使用葡萄糖浓度为 5 6 mmolL1的 DMEM 培养的 Mller 细胞组(normal glucose,NG 组),使用葡萄糖浓度为35 mmolL1的 DMEM 培养的转染 si-NC 或 si-LP6 的 Mller细胞组(high glucose+si-NC/si-LP6,HG+si-NC 组或 HG+si-LP6 组)。将上述 3 组 Mller 细胞置于37、体积分数 5%CO2培养箱中培养 24 h
23、后用于后续相关实验。1 2 2T-PC 检测 Mller 细胞中 LP6 mNA 的表达Trizol 法提取待测 Mller 细胞中的总 NA。NA 的质量与浓度在分光光度计中进行检测。取约2 g总 NA,采用 cDNA 合成试剂盒进行逆转录。根据 SYB Premix Ex Taq 试剂盒进行 T-PC。以GAPDH 为内参,2 Ct法计算分析细胞中 LP6 的相对表达量。实验单独重复 3 次。1 2 3Western blotting 检测 Mller 细胞中 LP6、自噬和凋亡相关蛋白及-catenin 蛋白的表达水平使用 IPA 裂解液提取待测 Mller 细胞中的总蛋白,BCA法测定
24、蛋白浓度。取适量的蛋白样品采用 SDS-PAGE凝胶进行电泳分离,然后将分离的蛋白转移至 PVDF膜上,5%牛血清白蛋白在室温下封闭抗体 2 h,随后加入一抗 LC3B(1 1 000)、P62(1 800)、Bcl-2(1 800)、cleaved Caspase-3(1 800)、Beclin1(1 8 000)、Atg12-Atg5 复合体(1 800)、Bad(1 1 000)、-cate-nin(1 1 000)、GAPDH(1 2 000),4 下孵育过夜。充分洗膜后加入辣根过氧化物酶标记的二抗(1 5 000),室温下孵育 2 h 后加入 ECL 发光液在凝胶成像系统中进行蛋白显
25、影。以 GAPDH 为内参,采用 Im-age J 软件进行灰度分析。以目标蛋白与内参 GAPDH的灰度值进行归一化处理。实验单独重复 3 次。1 2 4自噬通量的检测取生长状态良好的 Mller细胞,接种至 12 孔板中,待其生长融合至 60%80%时,使用 Lipofectamin3000 转染试剂将 FP-GFP-LC3串联质粒转染入细胞中,于 37、体积分数 5%CO2培养箱中培养 24 h,按“1 2 1”进行转染与分组处理24 h,4%多聚甲醛于室温下固定 10 min,使用共聚焦显微镜进行拍照,Image J 软件进行分析。正常情况下,LC3-阳性的自噬体(autophagoso
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