miR-29c-3p_IGF1分子轴对肝星状细胞活化增殖和凋亡的作用机制.pdf
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1、目的探讨miR-29c-3p通过IGF-1对肝星状细胞(hepatic stellate cells,H SCs)活化,增殖和凋亡的影响。方法原代培养小鼠HSCs,并通过免疫荧光检测HSCs标志物-SMA表达。双荧光素酶报告基因实验验证miR-29c-3p和IGF-1的靶向关系。TGF-激活HSCs,并且外源性调控miR-29c-3p和IGF-1的表达水平后,分别采用Westernbolt,CCK-8,克隆形成实验和流式细胞术检测活化HSCs中活化相关蛋白(-SMA,DDR2,FN1,I T G B1和GFAP)的表达,增殖,克隆形成数和调亡。结果-SMA阳性表达表明成功分离小鼠HSCs。m
2、i R-2 9c-3p m i m i c 可降低野生型IGF-1的荧光素酶活性,但是对突变型IGF-1没有影响。过表达miR-29c-3p和低表达IGF-1能减少-SMA,D D R2,FN1和ITGB1表达,增加GFAP的表达,并且降低HSCs的增殖活力和克隆形成数,上调其调亡比例。结论miR-29c-3p通过靶向抑制IGF-1表达,进而抑制HSCs活化和增殖,并促进其调亡。关键词酒精性肝病;肝星状细胞;活化;增殖;凋亡;miR-29c-3p;IG F-1中图分类号】R735.2文献标志码 A文章编号】2 0 95-6 10 X(2023)09-0007-08Effect of miR-2
3、9c-3p/IGF1 Molecular Axis on Activation,Proliferation and Apoptosis of Hepatic Stellate CellsZHANG Liang,WANG Baoquan,LEI Xifeng,WANG Xu,KE Yang,ZHANG Wei)(1)Dept.of General Surgery,Weinan Central Hospital,Weinan Shaanxi 714000;2)Dept.ofHepatobiliary and Pancreatic Surgery,The 2nd Affiliated Hospita
4、l of Kunming Medical University,Kunming Yunnan 650101,China)Abstract Objective To investigate the effects of miR-29c-3p on the activation,proliferation andapoptosis of hepatic stllate cells(HSCs)via IGF-1.Methods Primary mouse HSCs were cultured and theexpression of HSCs marker a-SMA was detected by
5、 immunofluorescence.By dual-luciferase reporter gene assaywas conducted to Validate the Targeting Relationship between miR-29c-3p and IGF-1.After TGF-activation ofHSCs and exogenous regulation of miR-29c-3p and IGF-1 expression,the expression of activation-related proteins(a-SMA,DDR2,FN1,ITGB1 and G
6、FAP),proliferation,colony-forming number and apoptosis in activatedHSCs were detected by Western bolt,CCK-8,colony-forming unit assays and flow cytometry,respectively.Results Positive expression of a-SMA indicated that the successful isolation of mouse HSCs.miR-29c-3psignificantly reduced the lucife
7、rase activity of wild-type IGF-1,but had no effect on mutant IGF-1.Over-收稿日期 2 0 2 3-0 4-2 6基金项目云南省科技厅-昆明医科大学应用基础研究联合专项基金资助项目(2 0 2 0 0 1AY070001-147)作者简介张梁(198 5),男,陕西渭南人,医学学士,主治医师,主要从事胃肠肿瘤及各类肝炎的临床治疗与基础研究工作。通信作者柯阳,E-mail:k e y a n g 12 18 12 6.c o m;张玮,E-mail:Zw w w 2 16 8 8 6 4 16 3.c o m8expressi
8、on of miR-29c-3p and hypo-expression of IGF-1 significantly decreased a-SMA,DDR2,FN1 andITGB1 expression,increased GFAP expression,and decreased proliferation viability and colony-forming numberof HSCs and upregulated their apoptotic ratio.Conclusion miR-29c-3p inhibits the activation and proliferat
9、ion ofHSCs and promotes their apoptosis by targeting IGF-1 expression.Key words Alcoholic liver disease;Hepatic stellate cells;Activation;Proliferation;Apoptosis;miR-昆明医科大学学报29c-3p;IGF-1第44卷过量饮酒会促进酒精性肝病(alcoholic liverdisease,A LD),如脂肪变性、脂肪性肝炎、纤维化到肝硬化,最终导致肝细胞癌,这是所有慢性肝病的主要死亡原因 1-2 。在ALD的发展进程中,肝星状细胞(h
10、epatic stellate cells,H SCs)扮演者重要的角色。HSCs是慢性肝损伤创面愈合相关纤维化过程的主要参与者之一 3-4。在健康器官中,它们是非实质细胞群的一部分,占据肝细胞和窦状内皮细胞之间的间隙 5。在组织损伤、炎症和伴随的可溶性介质(例如TGF-)激活后,HSCs转分化为肌成纤维细胞样细胞,表现出增殖、收缩和成纤维特性,成为纤维化肝脏中纤维性胶原的主要来源4,6 。HSCs还参与邻近细胞的复杂交互,以促进肝纤维化进展。因此,阐明HSCs的分子调控机制对ALD的治疗具有重要的意义。微小RNA(m ic r o RNA s,m iRNA s)是一种由1824个核苷酸的组成
11、的非编码RNA,通常情况下,miRNA在细胞质RNA诱导沉默复合体中与靶mRNA的3-UTR相互作用以抑制mRNA翻译和诱导降解它 7-8 。具体来说,一些miRNA,如miR-122和miR-21已被证明在ALD的肝纤维化的发展中发挥作用,调节包括组织炎症、细胞凋亡和HSCs的激活等过程 9-10 。此外,由于miRNA释放到血液中的疾病依赖性以及它们在血清中的相对稳定性,miRNA是检测ALD严重程度和致癌性的潜在非侵袭性生物标志物 1。近期,Zhang等 12 通过生物信息学分析发现,miR-29c-3p在ALD模型小鼠肝脏的表达水平显著低于正常小鼠,且预测其为ALD治疗的潜在靶标。然而
12、,目前还没有文献报道,miR-29c-3p对ALD中HSCs活化,增殖和凋亡的调控机制。综上所述,本研究拟探讨miR-29c-3p在静息和活化HSCs中的表达差异,并且检测其对HSCs活化,增殖和亡的影响,此外,笔者还拟通过生物信息学方法预测miR-29c-3p的下游靶标,并验证miR-29c-3p是否通过该靶标参与HSCs生物学行为的调控1材料与方法1.1小鼠HSCs的原代培养和鉴定从C57BL/6J小鼠(2 4.0 2 6.0 g,8 10 周龄)中分离HSCs。简而言之,C57BL/6J小鼠原位灌注四乙酸和胶原酶获得全肝细胞悬液,用Percoll密度梯度离心法获得HSCs。将细胞调整到3
13、10细胞/mL,接种在2 5cm的培养瓶中,其中含有包含10%胎牛血清的5mLDMEM完全培养基和1%青霉素/链霉素。采用TGF-活化HSCs后,采用免疫荧光检测HSCs活化标志物-SMA的表达。简而言之,HSCs与一抗抗-SMA(1:2 50)在4下孵育过夜,随后用二抗染色。在40 0 倍放大的荧光显微镜下测量细胞-SMA荧光阳性表达的变化并收集图像。1.2细胞分组及转染首先,为观察miR-29c-3p对HSCs的影响,将细胞分为NC组(未转染)、NCmimic组(转染miRNAmimic阴性对照)和miR-29c-3pmimic组(转染miR-29c-3pmimic)。为进一步观察miR-
14、494-3p和IGF-1对HSCs的影响,将细胞分为NC组(未转染)、sh-NC组(转染 sh-NC阴性对照)、sh-IGF-1组(转染 sh-IGF-1)和 sh-IGF-1+miR-29c-3pinhibitor组(同时转染sh-IGF-1和miR-29c-3pinhibitor)。m iR-2 9 c-3p m im ic/in h ib it o r和sh-IGF-1,及它们对应的阴性对照购买于广州锐博生物技术有限公司。将HSCs接种于6 孔板(510 4细胞/mL),按照说明书使用Lipofectamine 2000试剂及分组信息,进行50 nMmiR-29c-3pmimic/inh
15、ibitor/NCmimic/sh-IGF-1/sh-NC的转染。转染48 h后,采用RT-qPCR和WB检测转染效率。1.3实时荧光定量聚合酶链反应(real-timequantitative polymerasechain reaction,RT-qPCR)使用TRIzol Regent按照说明书提取HSCs的总RNA样本,然后用TurboDNase试剂盒去除第9期DNA。用NanoDrop对提取的总RNA进行定量。用带用gDNAEraser的PrimeScriptTMRT试剂盒逆转录将2 g总RNA逆转录为cDNA。采用SYBR Green PCR Master Mix 在 Bio-Ra
16、d Real-TimePCR仪上进行qPCR检测miR-29c-3p的表达。采用U6作为内部参考。每个数据重复3次,用2-Ct法计算miR-29c-3p的相对表达水平。本研究使用的引物如下:miR-29c-3p sense:5-GCTGACCGATTTCTCCTGGT-3;1miR-29c-3pantisense:5-TCCCCCTACATCATAACCGA-3;U6sense:5-CTAGATAATGGTGCTGATAGATGGA-3;U6 antisense:5-GGCACACCAGAAATCGAAGC-3。1.4免疫印迹实验(western blot,W B)使用RIPA裂解缓冲液从HS
17、Cs中提取总蛋白,使用BCA蛋白测定试剂盒测定蛋白浓度。通过聚丙烯酰胺凝胶电泳,将6 0 g总蛋白质样本进行分离后,转移到硝化纤维素膜上。用5%脱脂牛奶进行阻断,在4下用小鼠单克隆抗a-SMA(1:1000),D D R2(1:2 0 0 0),FN1(1:10 0 0),ITGB1(1:2 0 0 0)和 GFAP(1:10 0 0)孵育过夜。用TBST清洗膜,然后与适当的辣根过氧化物酶结合的二抗孵育。采用增强型化学发光试剂进行膜的显影,并使用ImageLabTM软件捕获信号并定量条带灰度值。1.5双荧光素酶报告基因实验采用Starbase数据库预测IGF-1和miR-29c-3p的3 UT
18、R结合序列。用PCR分别扩增野生型和突变型IGF-1与miR-29c-3p的3 UTR结合序列,将片段装人pMIR-REPORTluciferasemicroRNAexpression reporter vector。参照 Lipofectamine 2000试剂盒说明书,将0.1g野生型和突变型的IGF-1荧光素酶报告载体分别共转染到带有miR-29c-3pmimic的HEK-293细胞中。转染48 h时后,收集细胞裂解液,根据制造商的说明书,使用双荧光素酶报告基因检测试剂盒测量各组的荧光素酶活性。1.6 CCK-8 实验采用CCK-8试剂盒检测HSCs的细胞活力。简而言之,将510 4细胞
19、/mL的各组HSCs加人96孔板中孵育2 4h。各组HSCs转染2 4、48 和72h后,分别在各孔加入CCK8溶液。2 h后,使用酶标仪测量450 nm处的吸光度。1.7克隆形成实验各组HSCs(5102细胞/mL)接种到含有37 张梁,等miR-29c-3p/ICF1分子轴对肝星状细胞活化,增殖和凋亡的作用机制染色2 0 min,肉眼计数细胞克隆数。1.8流式细胞术采用AnnexinV-FITC/PI试剂盒检测HSCs调亡情况。取1AnnexinV结合液50 0 L制备终浓度为110 细胞/mL的HSC悬液,加入6 孔板上。在细胞悬液中加人5L AnnexinV-FITC和5L丙二碘,室温
20、暗培养15min。流式细胞术检测细胞凋亡情况。坏死细胞位于左上区(AnnexinV-,PI+),晚期调亡细胞位于右上区(AnnexinV+,PI+),活细胞位于左下区(AnnexinV-,PI-),早期凋亡细胞位于右上区(AnnexinV+,PI-)。1.9统计学处理所有数据重复3次独立实验,数据以均数标准差表示,并通过SPSS22.0软件进行统计分析。根据数据组成,2 组间比较使用studentst检验,多组间比较采用单因素方差分析(两两比较采用LSD法),P0.05为有统计学意义。2结果2.1HSCs的分离及miR-29c-3p表达差异如图1A所示,-SMA阳性表达表明成功从小鼠中分离出H
21、SCs。T G F-处理细胞后,HSCs活化相关蛋白-SMA,D D R2,FN1和ITGB1表达水平明显增加,而GFAP的表达水平则反之(P0.01,图1B)。值得注意地,miR-29c-3p在激活的HSCs中呈现低表达(P0.01,图1C)。以上结果表明,HSCs被成功分离并激活,且miR-29c-3p在不同状态的HSCs中异常表达。2.2miR-29c-3p对HSCs活化,增殖和凋亡的影响由于miR-29c-3p在HSCs 中的异常状态,进一步探讨了miR-29c-3p对HSCs活化,增殖和调亡的影响。首先,通过miRNAmimic外源性的调控了活化的HSCs中miR-29c-3p的表达
22、。转染效率结果表明,miR-29c-3pmimic可以增加活化的HSCs中miR-29c-3p的表达水平(P0.001,图2 A)。W B结果表明,过表达miR-29c-3p能够减低活化相关蛋白-SMA,D D R2,FN1和ITGB1表达水平,并增加GFAP的表达(P0.01,图2 B)。相较于NCmimic组,miR-29c-3pmimic组中活化HSCs的增殖活力(P0.01,图2 C)和克9预热培养基的6 孔板中,置于37 培养箱中培养。每2 d更换一次培养基,放置14d。随后,各组HSCs用1:3乙酸/甲醇固定30 min,用Giemsa10昆明医科大学学报ADAPI第44卷-SMA
23、MergeB-SMADDR2FN1ITGB1GFAPGAPDHFig.1Successful isolation of HSCs and differential expression of miR-29c-3p in HSCs of different status.A:采用IF检测HSCs标志物-SMA是否表达;B:T G F-处理HSCs前后,WB检测活化相关蛋白(-SMA,D D R2,FN1,IT G B1和GFAP)的表达;C:在静息及激活状态HSCs中,miR-29c-3p的表达差异。*P0.01,*P0.0 0 1。A1086420NCNCmimicmiR-29c-3pmimi
24、cDC-TGFF-TGF-TGF-UIOonTGF37kDa120 kDa285kDa135kDa49kDa37kDa12Repetition图1成功分离HSCs,并且miR-29c-3p在不同状态的HSCs中差异表达Bmimic3P*-SMALDDR2DFN1ITGB1GFAPGAPDHNCNon-TGF 3TGF*23-SMADDR23P2.037kDa1.5120 kDa1.0285kDa0.5135 kDa49kDa37kDaRepetitionNCmimic32FN1ITGB1GFAPNCNCmimigmiR-29c-3pmimic*0-SMADDR2 FN1 ITGB1 GFAPm
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