PCOS GWAS候选基因ZNF217影响卵泡膜细胞DENND1A.V2、CYP17A1的表达及雄激素生成

The PCOS GWAS Candidate Gene ZNF217 Influences Theca Cell Expression of DENND1A.V2, CYP17A1, and Androgen Production

作者信息Jamaia S Waterbury, Maria E Teves, Alison Gaynor, Angela X Han, Grace Mavodza, Jordan Newell, Jerome F Strauss 3rd, Jan M McAllister
PMID35668995
发布时间2022-05-13
DOI10.1210/jendso/bvac078

实验完整度

包含人卵巢组织免疫组化、原代卵泡膜细胞培养、Western blot、qRT-PCR、ELISA、腺病毒过表达和shRNA敲低等体外功能验证,以及相关性分析,形成多层级证据。

主要模型

人卵巢组织切片 人原代卵泡膜细胞(正常和PCOS)

重点核对

正常和PCOS卵泡膜细胞均使用第四代(31-38次群体倍增)细胞,来自年龄匹配的女性(38-40岁) 免疫组化使用抗ZNF217抗体(Atlas Antibodies HPA051857) Western blot使用30 μg蛋白每泳道,并以mTOR为内参 qRT-PCR使用Single Step Brilliant III Ultra-Fast试剂,ZNF217引物序列如CTGTTACCGCAGGACTGTGTGT等 过表达实验中ZNF217腺病毒(Adv)感染剂量为3 pfu/细胞,敲低实验中shRNA慢病毒颗粒为3 pmol/10^6细胞

摘要

多囊卵巢综合征(PCOS)是一种常见的女性内分泌疾病,以卵巢雄激素生成增多和无排卵性不孕为特征。全基因组关联研究(GWAS)已鉴定出超过20个PCOS候选位点。其中一个GWAS候选位点包含ZNF217,一种锌指转录因子。卵巢组织的免疫组化染色显示,与正常排卵女性的卵巢组织相比,PCOS卵泡膜内层中ZNF217蛋白的染色强度显著降低。正常和PCOS卵泡膜细胞的免疫荧光染色显示ZNF217定位于细胞核,且在PCOS细胞中强度较低。Western blot显示,与正常卵泡膜细胞相比,PCOS卵泡膜细胞中ZNF217蛋白减少,并且用毛喉素(模拟黄体生成素(LH)的作用)处理可降低ZNF217的表达。定量逆转录聚合酶链反应证实了PCOS卵泡膜细胞中ZNF217表达较低。值得注意的是,ZNF217信使RNA(mRNA)水平与卵泡膜细胞雄激素(脱氢表雄酮;DHEA)合成呈负相关。编码DENND1A(一种正向调节雄激素生物合成的PCOS候选基因)剪接变体DENND1A.V2的mRNA丰度也与ZNF217 mRNA水平呈负相关。这种关系可能由miR-130b-3p增加驱动,其靶向DENND1A.V2转录本,并与ZNF217表达直接相关。在PCOS卵泡膜细胞中强制表达ZNF217可减少雄激素生成、CYP17A1和DENND1A.V2 mRNA,同时增加miR-130b-3p。相反,在正常卵泡膜细胞中用表达短发夹RNA的慢病毒颗粒敲低ZNF217会增加DENND1A.V2和CYP17A1 mRNA。这些观察结果表明,ZNF217是调控卵泡膜细胞雄激素生成的PCOS候选基因网络的一部分,该网络涉及DENND1A.V2和miR-130b-3p。

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
ZNF217作为PCOS GWAS候选基因,在卵泡膜细胞雄激素生成中扮演何种角色,以及它与DENND1A.V2和CYP17A1表达的关系。
核心机制
ZNF217通过影响miR-130b-3p表达调控DENND1A.V2和CYP17A1表达,进而影响卵泡膜细胞雄激素(DHEA)合成。
主要证据
人卵巢组织免疫组化显示PCOS卵泡膜层ZNF217染色强度降低;原代细胞Western blot和qRT-PCR显示ZNF217在PCOS细胞中表达降低,且与DHEA、CYP17A1、DENND1A.V2呈负相关,与miR-130b-3p正相关;功能实验显示ZNF217过表达降低PCOS细胞雄激素及CYP17A1、DENND1A.V2表达并增加miR-130b-3p,而敲低则相反。
研究意义
研究提示ZNF217是PCOS候选基因调控网络的一部分,可能为理解PCOS卵巢雄激素过多的分子机制提供框架。

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

ZNF217在卵巢组织及培养卵泡膜细胞中的表达分析

验证ZNF217在正常与PCOS卵巢及卵泡膜细胞中的表达差异。

对卵巢组织切片进行免疫组化染色,对培养的卵泡膜细胞进行免疫荧光、Western blot和qRT-PCR检测。

2

ZNF217与雄激素生成及关键基因表达的相关性分析

探究ZNF217表达与DHEA、CYP17A1、DENND1A.V2及miR-130b-3p的关系。

在正常和PCOS卵泡膜细胞中,使用qRT-PCR检测ZNF217、CYP17A1、DENND1A.V2和miR-130b-3p表达,ELISA检测DHEA水平,并进行相关性分析。

3

ZNF217过表达实验

验证强制表达ZNF217对PCOS卵泡膜细胞基因表达和雄激素生成的影响。

使用ZNF217腺病毒(Adv)感染PCOS卵泡膜细胞,检测DENND1A.V2、CYP17A1、miR-130b-3p表达及DHEA产生。

4

ZNF217敲低实验

验证降低ZNF217表达对正常卵泡膜细胞基因表达的影响。

使用ZNF217 shRNA慢病毒颗粒感染正常卵泡膜细胞,检测ZNF217、DENND1A.V2和CYP17A1 mRNA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
抗ZNF217抗体Atlas AntibodiesHPA051857
ZNF217重组蛋白Sigma-AldrichAPREST85710
奥林巴斯QColor5数码相机Olympus--
奥林巴斯BH-2显微镜Olympus--
CellSens成像软件Olympus--
Falcon腔室载玻片VWR--
抗DENND1A.V2抗体Jan M. McAllister, Penn State College of MedicineBunny-226n-V2
电化学发光试剂Rockland Immunochemicals--
ProteinSimple FluorChem R成像系统ProteinSimple--
单步Brilliant III超快速qRT-PCR试剂Agilent--
TaqMan microRNA检测Thermo Fisher--
TaqMan microRNA逆转录试剂盒Thermo Fisher--
DHEA ELISA试剂盒DRG--
hZNF217-pADenoG腺病毒Applied Biological Materials--
pAdenoG Null腺病毒Applied Biological Materials--
ZNF217 shRNA慢病毒颗粒Horizon Discovery--

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
细胞培养
正常和PCOS卵泡膜细胞均使用第四代(31-38次群体倍增)细胞,来自年龄匹配(38-40岁)的女性;正常来自有正常月经史的生育女性,PCOS根据NIH共识诊断。
阅读提示:Materials and Methods: Normal and Polycystic Ovary Syndrome Theca Cell Cultures
免疫组化
抗ZNF217抗体(Atlas Antibodies HPA051857)和重组蛋白(APREST85710)的使用;定量方法为ROI面积百分比。
阅读提示:Materials and Methods: Quantitation of ZNF217 Expression in Human Ovarian Tissue Sections Using Immunohistochemistry
Western blot
正常和PCOS细胞各5个制备,30 μg蛋白每泳道,一抗包括ZNF217(Sigma-Aldrich)和DENND1A.V2(Bunny-226n-V2),内参为mTOR。
阅读提示:Materials and Methods: Western Blot Analysis of ZNF217 and DENND1A.V2 Protein
qRT-PCR
ZNF217引物/探针序列(如CTGTTACCGCAGGACTGTGTGT等)、TaqMan MicroRNA Assays用于miR-130b-3p,内参为U6(RNU6-1)。
阅读提示:Materials and Methods: Quantitation of Quantitative Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction for ZNF217, CYP17A1, and DENND1A.V2; Quantitative Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction–based Analysis of miR-130b-3p Expression
DHEA测定
ELISA试剂盒(DRG)检测培养基中的DHEA,样品来自正常和PCOS各5个制备。
阅读提示:Materials and Methods: Quantitation of Dehydroepiandrosterone
过表达实验
PCOS细胞感染ZNF217 Adv或Null Adv,剂量3 pfu/细胞,感染后无或有20 μM毛喉素处理,RNA分析36小时,DHEA分析72小时。
阅读提示:Materials and Methods: Replication-incompetent ZNF217 Adenovirus Infections; Figure 4 legend
敲低实验
正常细胞感染对照shRNA或ZNF217 shRNA慢病毒颗粒,剂量3 pmol/10^6细胞,感染24小时,然后处理36小时(无或20 μM毛喉素)。
阅读提示:Materials and Methods: ZNF217 Short Hairpin RNA Knockdown; Figure 5 legend