降低SULT2B1促进LncRNAgga3-204与SMAD4的相互作用,抑制巨噬细胞炎症反应并延缓动脉粥样硬化进展

Reducing SULT2B1 promotes the interaction of LncRNAgga3-204 with SMAD4 to inhibit the macrophage inflammatory response and delay atherosclerosis progression

作者信息Hangyu Pan, Tongwei Wu, Kang Huang, Zhongzhou Guo, Hongbin Liang, Ping Lyu, Hui Huang, Xinyi Feng, Qianqian Wang, Jing Hu, Yihua He, Zhigang Guo, Mengzhuo Yin, Yanan Zhang
PMID38286358
发布时间2024-06-13
DOI10.1016/j.trsl.2024.01.004

实验完整度

包括细胞实验(siRNA敲低、RNA-seq、ChIP、FISH、RIP、蛋白质组学)、动物模型(Apoe−/−小鼠HFD喂养、AAV介导敲低)及临床样本(CAD和非CAD患者单核细胞基因分型)等多个独立证据层级,并进行了功能与机制验证。

主要模型

Apoe−/−小鼠动脉粥样硬化模型(高脂饮食诱导) RAW264.7小鼠巨噬细胞系 THP-1人单核细胞系 CAD患者外周血单核细胞

重点核对

AAV-shSult2b1和AAV-shLncgga3-204的敲低效率需通过RT-qPCR验证 DNA extraction kit、SNaPshot kit、ABI 3730XL等用于基因分型的试剂和设备 ox-LDL刺激浓度(100 μg/ml)和时间(24h) Apoe−/−小鼠的性别(雄性)、年龄(8周龄)和HFD喂养方案 SULT2B1表达水平及炎症因子(IL-1β、IL-6)水平的检测方法

摘要

炎症是动脉粥样硬化(AS)的关键病理生理机制。本研究旨在探讨磺基转移酶家族2B成员1(SULT2B1)对巨噬细胞炎症反应和AS进展的影响。本文报道,SULT2B1表达随AS进展而增加。在AS模型小鼠中,敲低Sult2b1可缓解AS并降低炎症水平。进一步探索SULT2B1的下游分子机制发现,在巨噬细胞中抑制Sult2b1导致细胞核中25HC3S水平降低,Lxr表达升高,并增加Lncgga3-204的转录。在体内,敲低Lncgga3-204加重炎症反应和AS进展,而同时敲低Sult2b1和Lncgga3-204与单独敲低Sult2b1相比,加重了AS和炎症反应。在氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)刺激下,Lncgga3-204与SMAD4的结合增加,促进SMAD4进入细胞核并调节Smad7转录,从而升高SMAD7表达,抑制NF-κB进入细胞核,最终减弱巨噬细胞炎症反应。最后,我们在冠心病(CAD)患者的单核细胞中发现了SULT2B1启动子区域的一个单核苷酸多态性(SNP)rs2665580。在亚洲人群中观察到主要的GG/AG/AA基因型。GG型单核细胞中SULT2B1表达升高与炎症因子水平升高和冠状动脉斑块更不稳定相关。总之,我们的研究证明了SULT2B1/Lncgga3-204/SMAD4/NF-κB在AS进展中的关键作用。SULT2B1可作为指示炎症状态的新型生物标志物,从而为AS的潜在治疗策略提供见解。

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
SULT2B1如何影响巨噬细胞炎症反应和动脉粥样硬化进展,以及其下游分子机制和临床相关性。
核心机制
SULT2B1通过产生25HC3S抑制LXR,降低Lncgga3-204转录;Lncgga3-204与SMAD4结合并促进其入核,上调SMAD7,抑制NF-κB入核,从而减轻炎症。
主要证据
在细胞中敲低Sult2b1增加Lncgga3-204表达并降低炎症因子;在Apoe−/−小鼠中敲低Sult2b1减小斑块并降低炎症;RIP和FISH证明Lncgga3-204与SMAD4互作;Western blot显示通路蛋白变化;临床样本显示SULT2B1表达和rs2665580多态性与炎症及斑块稳定性相关。
研究意义
SULT2B1可作为指示炎症状态的新型生物标志物,为动脉粥样硬化的个体化抗炎治疗提供潜在靶点和策略。

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

临床样本和动物模型验证SULT2B1表达与AS进展正相关

验证SULT2B1表达水平与动脉粥样硬化进展的关系。

分析人AS斑块scRNA-seq数据(GSE131778),RT-qPCR检测CAD和非CAD患者单核细胞SULT2B1水平,并在Apoe−/−小鼠中通过免疫荧光检测不同HFD喂养时间下主动脉根部SULT2B1表达。

2

体内敲低Sult2b1验证其对AS和炎症的影响

确定Sult2b1在体内对动脉粥样硬化斑块形成和炎症反应的作用。

Apoe−/−小鼠HFD喂养12周后,尾静脉注射AAV-GFP或AAV-shSult2b1,继续HFD喂养4周,然后分析斑块面积、脂质含量、胶原含量、纤维帽厚度、巨噬细胞浸润及血清炎症因子。

3

细胞水平研究SULT2B1对25HC3S、LXR和Lncgga3-204的调控

探究SULT2B1影响Lncgga3-204表达的分子机制。

在RAW264.7细胞中敲低Sult2b1,检测核内25HC3S水平、Lxr mRNA水平,并通过ChIP-qPCR验证LXR与Lncgga3-204启动子的结合,RT-qPCR检测Lncgga3-204表达。

4

体内联合敲低Sult2b1和Lncgga3-204验证功能关系

验证Lncgga3-204在Sult2b1敲低介导的AS保护中的作用。

Apoe−/−小鼠分四组:AAV-GFP、AAV-shSult2b1、AAV-shLncgga3-204、AAV-shSult2b1+AAV-shLncgga3-204,处理同前,分析斑块和炎症指标。

5

鉴定Lncgga3-204相互作用蛋白并验证机制

发现并验证Lncgga3-204调控炎症的分子机制。

利用生物素标记的Lncgga3-204探针进行RNA pull-down结合非标记定量蛋白质组学,鉴定SMAD4;通过RIP和FISH验证互作和定位;Western blot检测通路蛋白表达。

6

临床样本中SULT2B1 SNP rs2665580与炎症及斑块稳定性的关联

探究SULT2B1启动子区SNP rs2665580与CAD患者炎症水平和斑块稳定性的关系。

对CAD和非CAD患者单核细胞进行SNP分型,检测不同基因型单核细胞SULT2B1 mRNA水平,分析Gensini评分和OCT纤维帽厚度,并检测血清炎症因子。

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
Ficoll PlusBD Biosciences--
RPMI 1640培养基Gibco--
胎牛血清----
DNA提取试剂盒----
SNaPshot试剂盒ABI--
ABI 3730XL基因分析仪ABI--
普通饮食----
高脂饮食----
AAV2血清型载体PackGene Biotech--
油红O----
OCT包埋剂----
抗CD68抗体CST--
抗SULT2B1抗体ABclonal--
Olympus BX63显微镜Olympus--
共聚焦激光扫描显微镜LEICA--
THP-1细胞系Zhuosheng Biotech--
Raw264.7细胞系China Center for Type Culture Collection--
DMEM培养基----
Sult2b1 siRNAJikai Biotech--
Lncgga3-204 siRNARiboBio Co., Ltd.--
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Invitrogen--
细胞核分离试剂盒BestBio Co., Ltd.--
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂----
PVDF膜Millipore--
牛血清白蛋白----
抗P65抗体CST--
抗SMAD4抗体CST--
抗SMAD7抗体Santa Cruz--
抗Histone h3抗体Proteintech--
抗GAPDH抗体Fude Biotech--
HRP标记的山羊抗鼠IgGFude Biotech--
HRP标记的山羊抗兔IgGFude Biotech--
ECL发光试剂盒Affinity--
抗体剥离缓冲液Solarbio--
TRIzol试剂Invitrogen--
Qubit 2.0荧光计Invitrogen--
5 × Evo M-MLVRT Master MixAccurate Biology--
LightCycler 480 II实时荧光定量PCR仪Roche--
2 × SYBR Green Pro Taq HS预混液Accurate Biology--
IL-1β检测试剂盒Elabscience--
IL-6检测试剂盒Elabscience--
HiSeq X Ten测序平台Illumina--
Star软件----
FeatureCounts软件----
edgeR软件----
Seurat软件----
25HC3S标准品Sigma--
Thermo Scientific Vanquish超高效液相色谱仪Thermo Scientific--
Thermo Scientific TSQ vantage液相色谱-三重四极杆质谱仪Thermo Scientific--
磁珠Millipore--
超高分辨三重四极杆质谱仪Thermo Scientific--
Skyline软件----
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
甲醛----
甘氨酸----
裂解缓冲液1----
MNase消化缓冲液----
微球菌核酸酶----
裂解缓冲液2----
Protein A/G plus琼脂糖----
蛋白酶K----
Triton X-100----
DAPI染色液----
Leica LAS X显微镜Leica--
Apoe基因敲除小鼠Vitalriver Biotech--

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
临床样本收集与单核细胞分离
患者纳入排除标准、CAD诊断标准(冠脉狭窄≥50%)、单核细胞分离方法(密度梯度离心后贴壁2小时)
阅读提示:Methods: Study population, Monocyte isolation
基因分型
SNP rs2665580位点、基因分型方法(SNaPshot)、仪器(ABI 3730XL)
阅读提示:Methods: Genotyping assays
动物模型与AAV注射
小鼠品系(Apoe−/−)、性别(雄性)、年龄(8周龄)、HFD配方、AAV类型和剂量(1×10^11 pfu/只)、注射途径(尾静脉)
阅读提示:Methods: Animal and diet
细胞培养与转染
细胞系(THP-1, Raw264.7)、培养基(RPMI 1640, DMEM)和FBS浓度、siRNA序列和转染试剂(Lipofectamine RNAiMAX)、转染时间(36-48h)
阅读提示:Methods: Cell culture, transfection and cell nuclei isolation
蛋白检测(Western blot)
一抗和二抗的稀释比例(如anti-P65 1:1000)、蛋白上样量、PVDF膜封闭条件、ECL显色
阅读提示:Methods: Western blot
RT-qPCR
引物序列、内参基因(ACTB/Actb)、SYBR Premix、循环条件、2−△△Ct法
阅读提示:Methods: RT-qPCR
ELISA
血清采集和处理、试剂盒(IL-1β, IL-6)、离心条件(3000 rpm 15 min)
阅读提示:Methods: ELISA
RNA-seq
细胞处理(Ad-GFP, Ad-shSult2b1)、MOI、RNA提取、测序平台(HiSeq X Ten)、差异表达筛选阈值(p<0.05, |log2FC|>1)
阅读提示:Methods: RNA-seq
scRNA-seq分析
数据集(GSE131778, GSE155513, GSE131776)、质控、归一化、批次校正、聚类参数(top 14 PCs)
阅读提示:Methods: scRNA-seq dataset analysis
25HC3S定量分析
核样品制备、甲醇比例(1:4)、超声条件、质谱仪器、标准品(Sigma)
阅读提示:Methods: 25HC3S quantitative analysis
非标记定量蛋白质组学
探针设计、ox-LDL刺激(100 μg/ml, 24h)、磁珠pull-down、质谱平台
阅读提示:Methods: Nonlabeled quantitative proteomics
ChIP-qPCR
交联条件(1%甲醛10min)、抗体(LXR)、酶切条件、洗脱、qPCR
阅读提示:Methods: ChIP-qPCR
FISH
探针标记(Cy3)、变性温度(73°C)、杂交时间(8-12h)、SMAD4抗体共定位
阅读提示:Methods: FISH
RIP
抗体(SMAD4)、磁珠、蛋白酶K消化、RNA提取、RT-qPCR
阅读提示:Methods: RIP