使用治疗性RNA加速糖尿病兔伤口愈合

Use of Therapeutic RNAs to Accelerate Wound Healing in Diabetic Rabbit Wounds

作者信息Brandon J Sumpio, Anne Dallas, Adam G Berger, Zhuqing Li, Enya Wang, Ikram Mezghani, Mauricio Contreras, Georgios Theocharidis, Heini Ilves, Paula T Hammond, Brian H Johnston, Aristidis Veves
PMID38183631
发布时间2024-09
DOI10.1089/wound.2023.0056

实验完整度

中

包含体外细胞实验(sshRNA筛选、luciferase报告基因、RT-qPCR)、体内兔模型(糖尿病神经缺血)和分子检测(miR-210水平),明确功能验证和机制验证。

主要模型

糖尿病神经缺血兔耳模型 293FT细胞 HaCaT细胞

重点核对

模型:糖尿病神经缺血兔耳模型,四氧嘧啶诱导糖尿病,结扎中央和尾侧神经血管束 伤口:每耳4个6mm全层伤口,使用活检打孔器制作 分组:SG608(antimiR-210)与裸敷料对照,每组n=12 评估:伤口面积归一化至第0天,采用混合效应模型分析,p=0.038 miR-210敲低:RT-qPCR检测,SG608组Ct值较对照高约8,对应>99%敲低

摘要

糖尿病(DM)影响全球超过4.22亿人。糖尿病患者易患多种并发症,其中糖尿病足溃疡(DFUs)最常见,一生中发生这类伤口的概率约为25%。创新:目前尚无治疗性RNA被批准用于DFUs。使用含有新型逐层(LbL)配制的抑制PHD2和miR-210的治疗性RNA的敷料,可显著改善糖尿病伤口愈合。这些敷料可持续释放治疗性RNA至局部伤口,而无全身副作用。临床问题:糖尿病足伤口难以愈合,常导致显著的发病率和死亡率。材料与方法:我们使用糖尿病神经缺血兔模型来模拟受损的伤口愈合。用四氧嘧啶诱导兔糖尿病,并通过结扎每只耳朵的中央神经血管束来诱导神经缺血。每只耳朵制作四个6mm全层伤口。采用LbL技术将化学修饰的RNA(包括靶向microRNA-210(miR-210)的反义寡核苷酸(antimiR)、靶向PHD2的短合成发夹RNA(sshRNA)或两者)共形包被在伤口敷料上。结果:antimiR-210改善了伤口愈合,而PHD2-sshRNA没有。通过RT-qPCR测量,组织中的miR-210特异性敲低比非特异性对照高约8个Ct,这种明显的敲低水平(>99%)表明在给药剂量下递送至组织的效率很高。讨论:通过LbL递送至伤口床抑制miR-210,加速了糖尿病兔缺血性/神经病理性伤口的愈合。使用化学修饰的反义RNA实现了对miR-210的抑制。关键词:sshRNA, miR-210, PHD2, antimir, microRNA, 糖尿病伤口, 伤口愈合

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
在糖尿病神经缺血兔模型中,通过LbL递送抑制PHD2和miR-210的治疗性RNA是否能促进伤口愈合?
核心机制
抑制miR-210加速伤口愈合,而抑制PHD2未显著改善;miR-210由HIF-1α上调,抑制其可改善角质形成细胞增殖和再上皮化。
主要证据
在糖尿病神经缺血兔模型中,SG608(antimiR-210)处理的伤口愈合显著改善(p=0.038),而PHD2-sshRNA未显著改善;RT-qPCR证实miR-210敲低>99%。
研究意义
研究表明LbL是一种可包装和局部释放RNA寡核苷酸疗法的有效制剂方法,具有低全身暴露,且miR-210抑制对慢性伤口有潜在治疗价值。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

体外筛选高效PHD2-sshRNA

鉴定能有效沉默兔PHD2 mRNA的sshRNA序列。

设计针对兔PHD2 mRNA的sshRNA,共转染至293FT细胞进行双荧光素酶报告基因检测,并在HaCaT细胞中验证对人PHD2的敲低效果。

2

化学修饰优化sshRNA

提高sshRNA的稳定性和效力。

对SG317和SG328进行2'-O-甲基(2'-OMe)修饰,筛选多种修饰模式,选择高效力且高稳定性的候选。

3

体外验证antimiR-210活性

确认靶向miR-210的antimiR(SG608)的抑制活性。

使用miR-210双荧光素酶生物传感器(pSG247)检测SG608的活性,通过rLuc的去抑制程度反映对miR-210的抑制效果。

4

LbL敷料制备

将治疗性RNA包覆在伤口敷料上,实现局部缓释。

采用LbL技术在Tegaderm网状敷料上逐层沉积Poly2、DS、LPEI和RNA,形成[Poly2/DS]20[LPEI/RNA]50或[Poly2/DS]20[LPEI/RNA]100的涂层。

5

糖尿病神经缺血兔模型建立及治疗

评估LbL-RNA敷料对糖尿病神经缺血兔伤口愈合的影响。

用四氧嘧啶诱导糖尿病,随后结扎耳中央和尾侧神经血管束,制造全层伤口;应用LbL-RNA敷料,定期测量伤口面积。

6

组织学分析

评估LbL-antimiR-210处理的安全性。

术后21天处死动物,取伤口组织进行H&E、Masson三色染色和免疫荧光染色,由病理学家盲法评估炎症细胞、梭形细胞和血管。

7

miR-210水平定量

验证antimiR-210在组织中的敲低效率。

用RT-qPCR定量伤口组织中miR-210的水平,使用标准曲线计算拷贝数。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
评估体内效果

产品清单

实验环节名称品牌货号
Tegaderm™ 编织网3M--
硫酸葡聚糖VWR--
线性聚乙烯亚胺Polysciences, Inc.--
杜尔贝科改良伊格尔培养基Cambrex--
胎牛血清Hyclone--
高容量cDNA合成试剂盒Applied Biosystems--
TaqMan MicroRNA逆转录试剂盒Applied Biosystems--
5X HOT FIREPol探针qPCR混合液(ROX)Solis BioDyne--
psiCHECK™-2质粒Promega--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
RNAlater溶液Invitrogen--
QIAZOL裂解试剂Qiagen--
RNeasy Plus通用微型试剂盒Qiagen--
裂解基质D珠MP Biomedicals--
FastPrep-24匀浆器MP Biomedicals--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
兔品种、年龄、体重、四氧嘧啶给药剂量和方式
阅读提示:Methods: Animal model: Diabetes induction and neuroischemia wounding surgery
伤口制备
伤口大小、数量、位置、全层伤口
阅读提示:Methods: Animal model: Diabetes induction and neuroischemia wounding surgery
LbL敷料配方
聚合物(Poly2、DS、LPEI)浓度、pH、RNA浓度、层数、干燥时间
阅读提示:Methods: Formulation of LbL dressings
体外sshRNA活性筛选
细胞系、转染浓度、检测时间
阅读提示:Results: Identification of potent sshRNA inhibitors of rabbit PHD2 in vitro
RT-qPCR检测miR-210
RNA提取方法、反转录试剂盒、探针、标准曲线
阅读提示:Methods: Quantification of miR-210 levels in rabbit wounds