RNA结合蛋白ILF2通过调控核磷蛋白1/NF-κB轴促进糖尿病足溃疡创面愈合的机制

Mechanism of ribonucleic acid-binding protein ILF2 in promoting diabetic foot ulcer wound healing via regulating the nucleophosmin 1/NF-κB axis

作者信息Hua Ji, Ying Tang, Chenfan Zhang, Yinguang Jia, Murong Xu, Xiaotong Zhao, Mingwei Chen
PMID42376652
发布时间2026-03-17
DOI10.1093/burnst/tkag021

实验完整度

包含临床样本验证、细胞功能实验、机制验证(RIP、RNA pull-down、RNA稳定性)、救援实验及体内动物模型验证,证据层级丰富。

主要模型

人皮肤成纤维细胞系BJ(GNHu49) 高糖处理的人皮肤成纤维细胞 DFU患者创面组织样本 STZ诱导的糖尿病小鼠模型

重点核对

ILF2在DFU组织和糖尿病小鼠创面中下调 ILF2过表达促进成纤维细胞增殖迁移并抑制SASP,敲低则相反 ILF2直接结合NPM1 mRNA并促进其降解 NPM1敲低可逆转ILF2敲低导致的细胞功能障碍 AAV介导的ILF2过表达或NPM1敲低加速糖尿病小鼠创面愈合

摘要

背景:糖尿病足溃疡(DFU)是一种严重的糖尿病并发症,其特征是愈合受损,通常涉及成纤维细胞衰老和衰老相关分泌表型(SASP)。RNA结合蛋白(RBPs)在此过程中的作用尚不清楚。本研究旨在探讨RBP白细胞介素增强子结合因子2(ILF2)在DFU发病机制中的功能和作用机制。方法:通过对公共单细胞和批量转录组数据集的生物信息学分析,鉴定差异表达的RBPs。随后在临床DFU样本和糖尿病小鼠模型中验证了ILF2的下调。在高糖(HG)处理的成纤维细胞中进行功能实验,评估增殖、迁移和SASP。机制上,通过RNA测序、RNA结合蛋白免疫沉淀和RNA pull-down实验鉴定了下游靶标,而co-IP和救援实验验证了NPM1/NF-κB轴。最后,使用糖尿病小鼠模型研究ILF2过表达/敲低和NPM1敲低对创面愈合的影响。结果:生物信息学分析确定ILF2在DFU中显著下调。这种减少在DFU患者组织、糖尿病小鼠创面和HG处理的成纤维细胞中得到一致验证。功能上,ILF2过表达促进成纤维细胞增殖和迁移,同时抑制SASP,而敲低则加剧衰老。机制上,ILF2直接结合核磷蛋白(NPM1)mRNA以促进其降解。ILF2缺乏导致NPM1异常积累,增强NPM1-磷酸化p65相互作用和NF-κB通路激活。救援实验证实NPM1敲低逆转了ILF2缺乏诱导的细胞功能障碍。至关重要的是,这些发现在从DFU患者分离的原代成纤维细胞中得到验证。在体内,ILF2过表达加速创面愈合,而敲低则延迟该过程。此外,NPM1敲低有效改善了愈合受损的表型并降低了SASP水平。结论:本研究阐明了一个新的ILF2–NPM1–NF-κB调控轴。ILF2通过不稳定NPM1 mRNA作为炎症性衰老的关键抑制因子,突出了其作为DFU治疗靶点的潜力。

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
RNA结合蛋白ILF2在糖尿病足溃疡创面愈合中的功能及其分子机制是什么?
核心机制
ILF2通过直接结合NPM1 mRNA促进其降解,减少NPM1蛋白水平,从而抑制NPM1与p65的相互作用及NF-κB通路激活,进而抑制SASP和成纤维细胞衰老。
主要证据
通过RNA-seq和生物信息学确定NPM1为ILF2的直接靶标,RIP和RNA pull-down验证直接结合,RNA稳定性实验证明ILF2降低NPM1 mRNA稳定性;细胞功能实验证明ILF2促进增殖迁移抑制SASP,NPM1敲低逆转表型;体内AAV介导的敲低和过表达实验验证对伤口愈合的影响。
研究意义
揭示了ILF2–NPM1–NF-κB调控轴在DFU发病机制中的新作用,为DFU治疗提供了潜在的分子靶点,恢复ILF2表达或抑制NPM1活性可能成为抑制SASP和促进患者创面愈合的干预策略。

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

生物信息学分析鉴定差异表达RBP

通过公共数据库分析糖尿病足溃疡中表达异常的RNA结合蛋白,聚焦于成纤维细胞。

分析GSE165816单细胞数据集,对细胞聚类并鉴定成纤维细胞亚群,联合GSE199939批量转录组和RBP2GO数据库,筛选差异表达RBP,确定ILF2为候选。

2

临床样本和动物模型验证ILF2表达下调

验证ILF2在DFU患者组织、糖尿病小鼠和体外高糖处理的成纤维细胞中的表达变化。

通过免疫组化、Western blot、qPCR和免疫荧光检测ILF2在临床样本和糖尿病小鼠创面组织中的表达,并在高糖处理的成纤维细胞中检测表达。

3

细胞功能实验检测ILF2对成纤维细胞增殖、迁移和SASP的影响

探究ILF2对高糖环境下成纤维细胞增殖、迁移和衰老相关分泌表型的影响。

在成纤维细胞中敲低或过表达ILF2,进行CCK-8、EdU、划痕实验检测增殖迁移,Western blot检测SASP因子(IL-1β、IL-6、IL-8、MMP1、MMP3)表达。

4

RNA测序和生物信息学分析鉴定ILF2下游靶标

确定ILF2调控的下游靶基因,并预测其直接结合的mRNA。

对高糖条件下ILF2敲低的成纤维细胞进行RNA-seq,结合starBase (ENCORI) 和catRAPID数据库预测结合靶标,取交集并排序,确定NPM1为候选。

5

验证ILF2与NPM1 mRNA的直接结合及调控

验证ILF2直接结合NPM1 mRNA并影响其稳定性。

通过RIP和RNA pull-down实验验证直接结合,使用starBase预测结合motif并设计探针,通过RNA稳定性实验(actinomycin D处理)检测NPM1 mRNA半衰期。

6

验证NPM1在ILF2下游的功能作用(救援实验)

确认NPM1是ILF2介导的功能效应的关键下游因子。

在成纤维细胞中共转染siILF2和siNPM1,检测SASP因子表达、细胞增殖、迁移和NF-κB信号通路的变化。

7

验证ILF2-NPM1轴调控NF-κB信号通路

阐明ILF2通过NPM1调控NF-κB通路激活的机制。

通过Western blot检测p-p65水平、免疫荧光和亚细胞分离检测p65核转位,Co-IP验证NPM1与p65的相互作用。

8

体内动物实验验证ILF2和NPM1对创面愈合的作用

在糖尿病小鼠模型中验证ILF2和NPM1对创面愈合及相关分子表型的影响。

通过AAV介导ILF2敲低或过表达,以及NPM1敲低,皮下注射到STZ诱导的糖尿病小鼠背部,制作全层皮肤缺损创面,观察愈合过程并检测创面组织相关蛋白表达。

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
高糖DMEM培养基Gibco--
胎牛血清文中未明确说明--
青霉素-链霉素文中未明确说明--
D-葡萄糖Sigma-Aldrich--
Opti-MEM培养基文中未明确说明--
小干扰RNAGeneAdv Co. Ltd--
转染试剂 (40806ES03)Yeasen Biotechnology--
TRIzol试剂文中未明确说明--
SYBR Green荧光染料文中未明确说明--
总蛋白提取试剂盒Solarbio--
BCA蛋白定量试剂盒Keygene Biotech--
PVDF膜Millipore--
脱脂奶粉Beyotime--
ECL化学发光试剂Vazyme--
Tanon化学发光成像系统Tanon--
CCK-8试剂Biosharp Life Sciences--
BeyoClick™ EdU细胞增殖试剂盒(Alexa Fluor 594)Beyotime--
DAPI文中未明确说明--
TSA染料ZENBIOSCIENCE--
RIP试剂盒BersinBio--
RNA pull-down试剂盒BersinBio--
IP裂解缓冲液 (P0013F)Beyotime Biotechnology--
Protein A/G磁珠 (P2055)Beyotime Biotechnology--
链脲佐菌素Sigma-Aldrich--
AAV载体GenePharma--
碘伏消毒液文中未明确说明--

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
细胞培养与高糖处理
BJ细胞系来源、培养条件(DMEM高糖、10%FBS、37°C、5% CO2);高糖浓度为50 mM,处理时间为7天;渗透压对照(HM组:5.5 mM D-葡萄糖+44.5 mM甘露醇)
阅读提示:Methods: Cell culture
基因敲低和过表达
siRNA转染浓度(50 nM),转染试剂用量,共转染时siRNA总量保持一致;ILF2过表达质粒信息(NM_026374.3);敲低效率检测时间点(mRNA 48h,蛋白72h)
阅读提示:Methods: Cell transfection
细胞功能检测
CCK-8细胞接种密度(1×10^3/孔)、检测时间点;EdU孵育时间2小时;划痕实验细胞密度(1×10^6/孔)、划痕后拍照时间点(0和48小时)
阅读提示:Methods: CCK-8 assay, EdU assay, Wound healing assay
体内糖尿病小鼠模型
小鼠品系、周龄、性别(C57BL/6,雄性,6周龄);STZ注射剂量(50 mg/kg,连续5天);糖尿病判定标准(随机血糖≥250 mg/dL两次);创面大小(6mm);病毒注射剂量(1.0×10^11 vg/只);观察时间点(第0、3、6、9天);每组动物数(n=5)
阅读提示:Methods: Animal experiments
机制检测
RIP实验抗体(anti-ILF2);RNA pull-down探针(Motif2);RNA稳定性实验中放线菌素D浓度(5 μg/ml)和处理时间点;Co-IP抗体浓度(1:100稀释)
阅读提示:Methods: RIP, RNA pull-down, RNA stability assay, Co-IP