Profilin1调控滋养层细胞侵袭和巨噬细胞分化

Profilin1 Regulates Trophoblast Invasion and Macrophage Differentiation

作者信息Xin Chen, Qian Lin Song, Jia Yu Wang, Rui Ji, Ze Hong Li, Ming Liang Cao, Xue Feng Mu, Duan Ying Guo, Yan Zhang, Jing Yang
PMID37164274
发布时间2023-08
DOI10.1016/j.ajpath.2023.04.008

实验完整度

包含患者样本、两种滋养层细胞系、巨噬细胞共培养及小鼠流产模型等多个独立证据层级,并有功能验证(敲低/过表达)和机制验证(通路抑制剂/中和抗体)。

主要模型

HTR8/SVneo人滋养层细胞系 JEG-3人滋养层细胞系 THP-1人单核细胞系 CBA/J × DBA/2小鼠流产模型

重点核对

URSA患者和健康对照组的绒毛及蜕膜组织样本 PFN1敲低和过表达效率验证 PI3K激动剂740 Y-P和TNF-α中和抗体inflximab的处理 小鼠流产模型的胚胎吸收率和PFN1、p-PI3K、p-AKT、p-p65表达

摘要

不明原因复发性流产(URSA)与滋养层细胞和蜕膜巨噬细胞的功能障碍有关。目前的证据表明,profilin1(PFN1)在许多生物学过程中发挥重要作用。然而,关于PFN1是否与URSA相关,目前知之甚少。本文中,通过免疫组织化学检测PFN1的定位,并通过定量实时PCR、Western blot分析和免疫组织化学检测PFN1的水平。通过CCK8和5-乙炔基-2'-脱氧尿苷实验检测滋养层细胞的增殖,末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记实验用于检测滋养层细胞的凋亡。通过伤口愈合实验和transwell实验评估滋养层细胞的迁移和侵袭能力。在滋养层细胞条件培养基中培养的巨噬细胞中检测巨噬细胞的极化。在细胞滋养层、合体滋养层和绒毛外滋养层中观察到PFN1表达,并且在URSA患者的绒毛组织中表达降低。敲低PFN1的滋养层细胞系的迁移和侵袭能力及细胞活力显著降低,凋亡增加。在滋养层细胞中过表达PFN1后观察到相反的结果。此外,PFN1可能通过磷脂酰肌醇3-激酶/AKT信号转导而非丝裂原活化蛋白激酶信号通路调节滋养层功能。最后,敲低滋养层中的PFN1促进了肿瘤坏死因子-α的分泌,通过NF-κB信号通路诱导巨噬细胞向M1表型极化。这些发现表明PFN1对URSA患者具有广泛的治疗潜力。

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
PFN1是否与不明原因复发性流产相关,以及其是否调节滋养层功能和母胎界面巨噬细胞极化。
核心机制
PFN1通过PI3K/AKT信号通路调节滋养层细胞功能;敲低PFN1促进TNF-α分泌,通过NF-κB信号通路诱导M1巨噬细胞极化。
主要证据
URSA患者绒毛PFN1表达降低;敲低PFN1抑制滋养层增殖、迁移、侵袭并促进凋亡,过表达则相反;敲低PFN1的滋养层条件培养基通过TNF-α和NF-κB通路诱导M1极化;小鼠流产模型PFN1表达降低。
研究意义
PFN1可能成为URSA等妊娠相关疾病免疫耐受的潜在治疗靶点。

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

临床样本分析

检测URSA患者和对照组绒毛组织中PFN1的表达和定位

收集URSA患者和健康对照的绒毛组织,通过免疫组化检测PFN1定位,通过RT-qPCR和Western blot检测表达水平。

2

细胞功能实验

评估PFN1对滋养层细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭的影响

在HTR8和JEG-3细胞中敲低或过表达PFN1,通过CCK8、EdU、TUNEL、伤口愈合和transwell实验检测细胞功能。

3

信号通路验证

确定PFN1调节滋养层功能的信号通路

通过Western blot检测PFN1敲低或过表达后PI3K/AKT和MAPK通路蛋白的变化,并使用PI3K激动剂740 Y-P进行功能回复实验。

4

巨噬细胞极化实验

研究滋养层PFN1敲低对巨噬细胞极化的影响

用转染si-PFN1的滋养层细胞条件培养基培养THP-1来源的M0巨噬细胞,通过免疫荧光检测M1标志物,ELISA检测细胞因子,并使用TNF-α中和抗体inflximab验证。

5

机制验证

验证NF-κB信号通路在TNF-α介导的M1极化中的作用

用NF-κB抑制剂PDTC处理巨噬细胞,检测M1极化标志物和细胞因子水平变化。

6

体内动物实验

验证PFN1在流产小鼠模型中的表达和作用

建立CBA/J×DBA/2流产小鼠模型,检测胚胎吸收率、胎盘PFN1表达以及相关信号通路和巨噬细胞标志物。

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
细胞角蛋白7抗体Proteintech66483-1-Ig
HLA-G抗体Proteintech66447-1-Ig
PFN1抗体Proteintech11680-1-AP
磷酸化PI3K抗体Affinity BiosciencesAF3242
磷酸化AKT抗体Proteintech66444-1-Ig
磷酸化p65抗体Affinity BiosciencesAF2006
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔二抗SeraCare5220-0336
辣根过氧化物酶标记的山羊抗鼠二抗SeraCare5220-0341
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
CCK8溶液Beyotime Biotechnology--
5-乙炔基-2'-脱氧尿苷试剂盒Beyotime BiotechnologyClick, EDU 488
末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记试剂盒Beyotime Biotechnology--
纯基质胶BD Biosciences--
佛波醇12-豆蔻酸酯13-乙酸酯MilliporeSigma--
CD68抗体Proteintech28058-1-AP
CD86抗体Abcamab239075
F4/80抗体Cell Signaling Technology70076
诱导型一氧化氮合酶抗体Proteintech18985-1-AP
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔二抗SeraCare5220-0336
人酶联免疫吸附实验试剂盒Cusabio--
基质金属蛋白酶2抗体Proteintech10373-2-AP
E-钙黏蛋白抗体Proteintech20874-1-AP
Snail抗体Affinity BiosciencesAF6032
波形蛋白抗体Proteintech10366-1-AP
BCL2相关X蛋白抗体Proteintech50599-2-Ig
B细胞淋巴瘤2抗体Proteintech12789-1-AP
PI3K抗体Proteintech67071-1-Ig
磷酸化PI3K抗体Affinity BiosciencesAF3241
AKT抗体Cell Signaling Technology4691s
磷酸化AKT抗体Cell Signaling Technology4060s
磷酸化细胞外调节蛋白激酶抗体Proteintech28733-1-AP
ERK抗体Affinity BiosciencesBF8004
磷酸化c-Jun N末端激酶抗体Affinity BiosciencesAF3318
JNK抗体Proteintech66210-1-Ig
磷酸化p38抗体Affinity BiosciencesAF4001
p38抗体Affinity BiosciencesBF8015
β-肌动蛋白抗体Proteintech66009-1-Ig
抗鼠IgG (H+L) (DyLight 800 4X PEG偶联物)Cell Signaling Technology5257
抗兔IgG (H+L) (DyLight 800 4X PEG偶联物)Cell Signaling Technology5151
Odyssey红外成像系统LI-COR Biosciences--
酶标仪 (EnSight)PerkinElmer--
荧光显微镜 (BX51)Olympus--
倒置显微镜 (IX51)Olympus--
自动显微镜 (BX63)Olympus--
HTR8/SVneo细胞系Bena Culture Collection--
JEG-3细胞系Procell Life Science & Technology Co., Ltd.--
PFN1 siRNAGuangzhou Ruibo Biotechnology Co., Ltd.--
对照siRNAGuangzhou Ruibo Biotechnology Co., Ltd.--
PFN1过表达质粒Vigene Biosciences--
740 Y-P (PI3K激动剂)----
英夫利昔单抗 (TNF-α中和抗体)----

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
临床样本分析
患者纳入和排除标准、样本量(URSA和HC各15例)、孕周、取材部位
阅读提示:Materials and Methods, Patients and Tissue Samples; Table 1
细胞功能实验
细胞系(HTR8/SVneo和JEG-3)、siRNA和过表达质粒的转染效率、转染时间、检测时间点(0, 24, 48, 72小时)、伤口愈合和transwell实验的观察时间
阅读提示:Materials and Methods, Cell Culture and Transfection; CCK8 and 5-Ethynyl-2'-Deoxyuridine Assays; Wound-Healing Test; Cell Invasion Assay
信号通路验证
740 Y-P的浓度和处理时间、Western blot检测的蛋白(p-PI3K, p-AKT等)
阅读提示:Results, PFN1 Regulates Trophoblast Function through PI3K/AKT Signal Transduction; Figure 4
巨噬细胞极化实验
THP-1细胞分化条件(PMA浓度和处理时间)、条件培养基的制备方法、inflximab的浓度和处理时间
阅读提示:Materials and Methods, THP-1 Differentiation and Co-Culture System; Results, Knockdown of PFN1 in Trophoblast Promotes Macrophage Polarization to M1 Phenotype; Figure 5
机制验证
PDTC的浓度和处理时间
阅读提示:Results, NF-κB Signal Pathway Involvement in Trophoblast-Derived TNF-α–Mediated M1 Macrophage Polarization; Figure 6
体内动物实验
小鼠品系、周龄、交配方案、胚胎吸收率计算方法、取材时间点
阅读提示:Materials and Methods, In Vivo Experiment (Mice); Results, Reduced Expression of PFN1 at the Placental Interface in the Abortion Mouse Model; Figure 7