SGK1通过NEDD4L/NF-κB通路促进冠心病中的铁死亡

SGK1 contributes to ferroptosis in coronary heart disease through the NEDD4L/NF-κB pathway

作者信息Yong Peng, Yu Jiang, Qingfeng Zhou, Zheng Jia, Han Tang
PMID39245317
发布时间2024-11
DOI10.1016/j.yjmcc.2024.09.001

实验完整度

包含生物信息学分析、临床样本验证、体外细胞实验(敲低/过表达/拯救实验)和体内动物模型验证,功能与机制验证完整。

主要模型

小鼠主动脉内皮细胞(MAECs) APOE−/−小鼠高脂饮食诱导的冠心病模型 人循环内皮细胞(CECs)

重点核对

SGK1在人CHD CECs中高表达(与GEO数据集一致) SGK1敲低可逆转Erastin诱导的MAECs铁死亡(脂质过氧化、铁积累、线粒体损伤、SLC7A11/GPX4/ACSL4表达及GSH/GSSG水平) NEDD4L过表达或PMA处理可逆转SGK1敲低对铁死亡的抑制作用(功能与机制拯救实验) SGK1敲低减轻CHD动物模型主动脉病变(体重、血脂、油红O染色、H&E染色、普鲁士蓝染色及铁死亡标志物表达) SGK1调控NEDD4L和NF-κB通路(p-P65水平)

摘要

随着全球人口老龄化,冠心病的患病率显著增加。目前尚不清楚铁死亡是否在冠心病发生过程中发生。因此,我们旨在探讨与冠心病铁死亡相关的潜在机制。采用生物信息学方法分析冠心病相关数据集(GSE21610和GSE66360)中的差异表达基因。GSE21610和GSE66360分别有76个和689个差异表达基因,主要与免疫和炎症反应相关。DDX3Y、EIF1AY、KDM5D、RPS4Y1、SGK1、USP9Y和NSG1是GSE21610和GSE66360的交集差异表达基因。它们在来自健康个体和冠心病患者的循环内皮细胞中的表达模式与生物信息学分析结果一致,尤其是SGK1。在体外,敲低SGK1可减轻Erastin诱导的小鼠主动脉内皮细胞中SLC7A11、GPX4、GSH和GSSG的下调,以及脂质过氧化、铁积累和线粒体损伤的上调。值得注意的是,根据String数据库,SGK1可能与NEDD4L相互作用。此外,SGK1促进了MAECs中NEDD4L和p-P65的表达。有趣的是,SGK1敲低对MAECs铁死亡的影响可被NEDD4L过表达或PMA(NF-κB通路激活剂)所逆转。在体内,SGK1敲低促进了冠心病动物模型体重、血脂和主动脉组织结构的恢复。此外,SGK1敲低减轻了主动脉中的铁积累,并使NEDD4L-NF-κB通路失活。总之,SGK1通过调节NEDD4L-NF-κB通路促进内皮细胞铁死亡。SGK1可被认为是冠心病中铁死亡相关的治疗靶点。

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
冠心病中是否发生铁死亡,以及SGK1是否通过NEDD4L/NF-κB通路调控内皮细胞铁死亡?
核心机制
SGK1通过上调NEDD4L表达并激活NF-κB通路,促进内皮细胞铁死亡。
主要证据
体外:SGK1敲低减轻Erastin诱导的MAECs铁死亡,NEDD4L过表达或PMA处理可逆转该效应;体内:SGK1敲低减少CHD模型小鼠主动脉铁积累和铁死亡标志物表达,并抑制NEDD4L/NF-κB通路。
研究意义
SGK1可作为冠心病中铁死亡相关的治疗靶点,为冠心病系统治疗提供新思路。

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

生物信息学分析鉴定CHD相关DEGs

鉴定冠心病相关的差异表达基因及其富集通路

对GEO数据集GSE21610和GSE66360进行差异表达分析,GO和KEGG富集分析,以及PPI网络分析。

2

临床样本验证DEGs表达

验证生物信息学分析结果在CHD患者循环内皮细胞中的准确性

从健康者和CHD患者外周血中分离CD146+ CECs,用流式细胞术定量,RT-qPCR检测7个交集DEGs的mRNA表达,Western blot检测SGK1蛋白表达。

3

体外细胞模型评估SGK1对铁死亡的影响

探究SGK1在MAECs铁死亡中的作用

用Erastin诱导MAECs铁死亡,通过SGK1敲低慢病毒感染,检测细胞活力、脂质过氧化、铁积累、线粒体形态和铁死亡标志物(SLC7A11、GPX4、ACSL4)及GSH/GSSG水平。

4

机制验证:SGK1-NEDD4L-NF-κB通路

验证SGK1是否通过NEDD4L和NF-κB通路介导铁死亡

Western blot检测NEDD4L和p-P65水平,并通过NEDD4L过表达和PMA处理进行功能拯救实验。

5

体内动物模型验证SGK1敲低效果

在体内评估SGK1敲低对CHD进展和主动脉铁死亡的影响

APOE−/−小鼠高脂饮食喂养12周建立CHD模型,在8周时尾静脉注射SGK1敲低慢病毒,检测体重、血脂、主动脉病理(油红O、H&E、普鲁士蓝)及铁死亡标志物和NEDD4L/NF-κB通路蛋白表达。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
CD146单克隆抗体Invitrogen14-1469-82
Moflo AstriosEQ超高速流式细胞仪BeckmanB25982
小鼠主动脉内皮细胞BNCCBNCC359881
内皮细胞专用培养基BNCCBNCC364799
ErastinSelleckS7242
PMA(佛波醇12-肉豆蔻酸酯13-乙酸酯)MCEHY-18739
CCK-8溶液MCEHY-K0301
酶标仪BIO-TEKEL800
DCFH-DA试剂盒MCEHY-D0940
BODIPY 581/591 C11试剂盒MCEHY-D1301
Phen Green SK二乙酸酯MCEHY-126823
Cytek Aurora全光谱流式细胞仪Cytek Biosciences--
超薄切片机Leica--
JEM-2100 Plus透射电子显微镜JEOL--
TRNzol Universal试剂TianGenDP424
一步法RT-qPCR试剂盒QIAGEN210212
QuantStudio 6 Pro实时荧光定量PCR系统Applied BiosystemsA43161
SolidSpec-3700i/3700i DUV分光光度计Shimadzu--
ProteoPrep蛋白提取试剂盒MerckPROTTOT-1KT
SLC7A11抗体Abcamab307601
GPX4抗体Abcamab125066
ACSL4抗体Proteintech66617-1-Ig
SGK1抗体Abcamab32374
NEDD4L抗体Proteintech13690-1-AP
p-P65抗体Biossbs-3485R
p65抗体Biossbs-23217R
β-actin抗体Abcamab8227
亲和纯化山羊抗兔二抗Jackson ImmunoResearch111-005-003
亲和纯化山羊抗小鼠IgG二抗Jackson ImmunoResearch115-005-044
ChemiDoc MP成像系统Bio-Rad--
GSH试剂盒SolarbioBC1175
APOE基因敲除小鼠Jiangsu Gempharmatech--
高脂饮食(TD.88137)Harlan Teklad--
油红O工作液SolarbioG1260
Perls染色工作液SolarbioG1422
甘油Chronchem--
中性树脂ServicebioWG10004160
Pannoramic MIDI扫描仪3D HISTECH--

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
人循环内皮细胞(CECs)分离与验证
外周血样本采集与处理、CD146抗体分选条件、流式细胞仪设置
阅读提示:Methods 2.2
MAECs培养与处理
MAECs来源、培养基成分、饥饿时间、Erastin浓度与处理时间、SGK1敲低慢病毒序列及感染条件
阅读提示:Methods 2.3
铁死亡表型检测
DCFH-DA、C11-BODIPY、PGSK探针浓度与孵育时间、流式细胞仪参数、线粒体电镜样本制备与观察条件
阅读提示:Methods 2.5-2.6
Western blot检测
抗体信息(货号、稀释比)、蛋白提取方法、上样量、电泳及转膜条件、成像系统设置
阅读提示:Methods 2.8
GSH/GSSG检测
样品处理、试剂盒使用步骤、标准曲线
阅读提示:Methods 2.9
CHD动物模型
小鼠品系、周龄、体重、高脂饮食配方与喂养周期、慢病毒注射剂量与时间、麻醉与取材方法
阅读提示:Methods 2.10
主动脉病理染色
染色步骤、染色时间、封片剂
阅读提示:Methods 2.11