假基因GSTM3P1衍生的长链非编码RNA通过靶向引导的microRNA降解肾脏保护性miR-668促进缺血性急性肾损伤

Pseudogene GSTM3P1 derived long non-coding RNA promotes ischemic acute kidney injury by target directed microRNA degradation of kidney-protective mir-668

作者信息Qingqing Wei, Jing Huang, Man Jiang Livingston, Shixuan Wang, Guie Dong, Hongyan Xu, Jiliang Zhou, Zheng Dong
PMID39074555
发布时间2024-10
DOI10.1016/j.kint.2024.06.027

实验完整度

高

包含体外细胞实验(缺氧、ATP耗竭)、体内小鼠模型(PT-KO、siRNA敲低)、以及机制验证(RNA免疫沉淀、双荧光素酶报告、ZSWIM8敲除),至少两个独立证据层级并包含功能与机制验证。

主要模型

HK2人肾近端小管细胞 BUMPT小鼠肾近端小管细胞 RPTC大鼠肾近端小管细胞 C57BL/6J小鼠缺血性AKI模型

重点核对

缺氧处理时间(1% O2,3h/6h/24h)及诱导的时效性 gstm2-ps1 siRNA给药方式及体内敲低效率(约40%) PT-KO小鼠的缺血时间(32分钟)及缺血再灌注时间(48h) G3BP1敲低对gstm2-ps1诱导的依赖性 mir-668结合位点突变对GSTM3P1降miRNA能力的影响

摘要

长链非编码RNA是一组表观遗传调控因子,与包括急性肾损伤在内的肾脏疾病有关。然而,关于参与AKI的具体lncRNA及其病理作用机制知之甚少。在此,我们报道了一种源自假基因GSTM3P1的新型lncRNA,它通过相互作用并促进肾脏保护性microRNA mir-668的降解来介导缺血性AKI。GSTM3P1及其小鼠直系同源物gstm2-ps1在培养的肾近端小管细胞中受低氧诱导。在小鼠肾脏中,gstm2-ps1在缺血性AKI早期阶段在近端小管显著上调。这种瞬时的gstm2-ps1诱导依赖于G3BP1,它是应激颗粒中的关键成分。GSTM3P1过表达加重了ATP耗竭后的肾近端小管凋亡,该效应可被mir-668挽救。值得注意的是,肾近端小管特异性敲除gstm2-ps1可保护小鼠免受缺血性AKI,表现为肾功能改善、肾小管损伤和凋亡减轻,以及肾损伤生物标志物NGAL诱导减少。为了测试治疗潜力,将gstm2-ps1 siRNA导入培养的小鼠近端小管细胞或给予小鼠。在培养细胞中,gstm2-ps1敲低抑制了ATP耗竭相关的凋亡。在小鼠中,gstm2-ps1敲低改善了缺血性AKI。机制上,GSTM3P1和gstm2-ps1均具有mir-668结合位点,并下调成熟形式的mir-668。具体而言,GSTM3P1直接结合成熟mir-668,通过靶向引导的microRNA降解诱导其降解。因此,我们的结果确定GSTM3P1是一种新的lncRNA,通过结合mir-668诱导其降解,从而促进AKI中肾小管细胞死亡。

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
假基因GSTM3P1及其小鼠同源物gstm2-ps1是否参与缺血性AKI及其机制如何?
核心机制
GSTM3P1/gstm2-ps1通过结合并诱导肾脏保护性microRNA mir-668的降解(通过TDMD机制),从而抑制其功能,促进肾小管细胞凋亡和AKI。
主要证据
体外缺氧和ATP耗竭实验表明GSTM3P1/gstm2-ps1诱导凋亡,PT-KO和siRNA敲低小鼠模型显示肾功能和组织损伤改善,机制实验(RNA免疫沉淀、荧光素酶报告、ZSWIM8敲除)证实直接结合和TDMD降解。
研究意义
揭示假基因来源的lncRNA在AKI中的致病作用,GSTM3P1/gstm2-ps1可作为缺血性AKI治疗的潜在靶点。

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

体外缺氧诱导GSTM3P1/gstm2-ps1表达

验证GSTM3P1/gstm2-ps1在低氧条件下是否被诱导,并考察其表达时程。

HK2和BUMPT细胞在1% O2下培养3h、6h或24h,用RT-qPCR检测GSTM3P1/gstm2-ps1表达水平。

2

体内缺血再灌注诱导gstm2-ps1表达及定位

验证gstm2-ps1是否在缺血性AKI早期被诱导及其在肾小管中的定位。

C57BL/6J小鼠接受30分钟双侧肾缺血和3小时再灌注,用RT-qPCR和原位杂交检测gstm2-ps1的表达及定位。

3

G3BP1依赖性验证

检验G3BP1是否在应激颗粒形成中调控gstm2-ps1的诱导。

在缺氧条件下,通过RNA免疫沉淀检测G3BP1与gstm2-ps1的结合,并通过G3BP1敲低观察对gstm2-ps1诱导的影响。

4

体外过表达和敲低研究功能

验证GSTM3P1/gstm2-ps1对ATP耗竭诱导的凋亡的作用及其与mir-668的相互作用。

在RPTC细胞中稳定过表达GSTM3P1,并转染mir-668 mimics;在BUMPT细胞中敲低gstm2-ps1,使用叠氮化物诱导ATP耗竭,检测caspase活性、细胞存活率和形态。

5

体内敲除和敲低验证保护作用

验证gstm2-ps1敲除或敲低对缺血性AKI的保护作用。

建立近端小管特异性gstm2-ps1敲除小鼠(PT-KO)并进行缺血再灌注(32分钟缺血、48小时再灌注);同时通过注射gstm2-ps1 siRNA(25分钟缺血、48小时再灌注)观察治疗潜力。检测肾功能(BUN、血清肌酐)、肾组织损伤(H&E)、凋亡(TUNEL)及NGAL表达。

6

机制验证:GSTM3P1与mir-668结合及TDMD

验证GSTM3P1是否通过直接结合mir-668并诱导其降解来抑制其功能。

通过生物信息学预测结合位点,双荧光素酶报告验证结合;检测GSTM3P1过表达对mir-668成熟体、前体和初级转录本的影响;在ZSWIM8敲除HEK细胞中验证TDMD机制。

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
尿素氮检测试剂盒Stanbio Laboratory--
DMEM培养基文中未明确说明--
Hoechst染料文中未明确说明--
TUNEL试剂盒文中未明确说明--
MTT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
细胞培养与缺氧处理
细胞类型(HK2、BUMPT、RPTC)、缺氧浓度(1% O2)、处理时间(3h、6h、24h)
阅读提示:Methods: Animals and Surgery; Figure legends 1
缺血再灌注模型
小鼠品系(C57BL/6J)、缺血时间(30分钟、32分钟、25分钟)、再灌注时间(3h、48h)
阅读提示:Methods: Animals and Surgery; Results: Induction of GSTM3P1/gstm2-ps1 in ischemic AKI; Figure legends 5
基因敲除或敲低
PT-KO的构建(loxp位点、PEPCK-CRE)、siRNA序列及给药方式、敲低效率约40%
阅读提示:Methods: Animals and Surgery; Results: Knockdown of gstm2-ps1 protects mice from ischemic AKI mildly; Supplementary Methods
机制验证
G3BP1抗体、RNA免疫沉淀条件、双荧光素酶报告基因实验中的质粒、转染和检测、ZSWIM8敲除HEK细胞系建立
阅读提示:Methods: Results: The induction of gstm2-ps1 depends on G3BP1; Results: GSTM3P1 inhibits mir-668 through target directed miRNA degradation