MicroRNA 9 是糖尿病视网膜病变中内皮-间质转化的调节因子

MicroRNA 9 Is a Regulator of Endothelial to Mesenchymal Transition in Diabetic Retinopathy

作者信息Eric Wang, Biao Feng, Subrata Chakrabarti
PMID37279396
发布时间2023-06-01
DOI10.1167/iovs.64.7.13

实验完整度

包含体外HREC细胞实验、体内内皮特异性miR-9转基因小鼠模型、以及分子机制验证(TGF-β、NF-κB、MALAT1),并进行了功能验证(血管渗漏)。

主要模型

人视网膜内皮细胞(HRECs) 内皮特异性miR-9转基因(M9)小鼠 链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠模型

重点核对

高糖处理浓度(25 mM葡萄糖,48小时) miR-9 mimic和inhibitor转染 内皮特异性miR-9转基因小鼠的构建和验证 链脲佐菌素诱导糖尿病的剂量(50 mg/kg,连续5天)和血糖标准(>20 mmol/L) 通过IgG染色评估视网膜血管渗漏

摘要

目的:糖尿病视网膜病变(DR)是失明的重要原因。大多数关于DR的研究集中在晚期发展,而不是早期变化,如早期内皮功能障碍。内皮-间质转化(EndMT)是一个表观遗传调控的过程,其中内皮细胞失去内皮特性并采用间质样表型,导致DR的早期内皮变化。表观遗传调控因子microRNA 9(miR-9)在DR期间眼中被抑制。MiR-9在多种疾病中发挥作用,并在其他器官中调节EndMT相关过程。我们研究了miR-9在DR中葡萄糖诱导的EndMT中的作用。方法:我们使用人视网膜内皮细胞(HRECs)检查了葡萄糖对miR-9和EndMT的影响。然后,我们使用HRECs和内皮特异性miR-9转基因小鼠品系来研究miR-9对葡萄糖诱导的EndMT的影响。最后,我们使用HRECs来探索miR-9可能调节EndMT的机制。结果:我们发现miR-9抑制对于葡萄糖诱导的EndMT既是必要的也是充分的。miR-9的过表达阻止了葡萄糖诱导的EndMT,而抑制miR-9则引起了类似葡萄糖的EndMT变化。我们还发现,通过miR-9过表达阻止EndMT改善了DR中的视网膜血管渗漏。最后,我们表明miR-9通过调节EndMT诱导信号如促炎和TGF-β通路,在早期阶段调节EndMT。结论:我们已经表明miR-9是DR中EndMT的重要调节因子,可能使其成为早期DR基于RNA治疗的潜在靶点。

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
miR-9在糖尿病视网膜病变中葡萄糖诱导的内皮-间质转化(EndMT)中扮演什么角色?
核心机制
miR-9通过抑制TGF-β信号通路(TGFBR2)、NF-κB炎症信号通路(NFKB1)以及lncRNA MALAT1来调节EndMT。高糖抑制miR-9,解除对这些促EndMT信号的抑制,导致EndMT发生。
主要证据
体外实验显示,miR-9过表达可防止高糖诱导的HRECs中内皮标志物减少和间质标志物增加;miR-9抑制在正常糖条件下足以诱导EndMT。体内实验证实,内皮特异性miR-9转基因小鼠在糖尿病状态下EndMT和血管渗漏均被抑制。
研究意义
miR-9是DR中EndMT的重要调节因子,可能成为早期DR基于RNA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

高糖诱导EndMT和miR-9抑制的表征

确定高糖对HRECs中EndMT标志物和miR-9表达的影响

将HRECs在正常(5 mM)和高糖(25 mM)条件下培养48小时,使用L-葡萄糖作为渗透压对照。通过RT-qPCR检测内皮标志物(PECAM1, CDH5)和间质标志物(TAGLN, S100A4)以及miR-9的表达。

2

miR-9 mimic对高糖诱导EndMT的影响(体外)

验证miR-9过表达是否能阻止高糖诱导的EndMT

使用miR-9 mimic或scrambled RNA转染HRECs,然后进行血清饥饿和高糖处理。通过RT-qPCR和Western blot检测EndMT标志物的表达变化。

3

miR-9转基因小鼠的构建和验证

建立内皮特异性miR-9过表达小鼠模型,并验证其miR-9表达特异性和表型正常性

通过Tie-2启动子驱动miR-9表达的转基因载体,注射到C57BL/6小鼠囊胚,产生转基因小鼠。通过PCR基因分型和RT-qPCR验证miR-9在内皮细胞中的过表达,并观察表型。

4

miR-9过表达对糖尿病小鼠EndMT和血管渗漏的体内影响

评估miR-9过表达在糖尿病条件下对内皮-间质转化和血管渗漏的作用

使用链脲佐菌素诱导糖尿病,在WT和M9小鼠中,通过免疫荧光(CD31和α-SMA)评估EndMT;通过RT-qPCR和ELISA检测EndMT标志物;通过IgG染色评估血管渗漏。

5

miR-9调节EndMT的机制探索(体外)

探究miR-9调节EndMT的分子机制,重点关注TGF-β和炎症信号通路

在HRECs中,分别用miR-9 mimic或inhibitor处理,在正常或高糖条件下,检测TGFBR2、NFKB1和MALAT1的表达变化,以及EndMT标志物的变化。

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
内皮细胞生长基础培养基-2Lonza--
微血管内皮生长培养基-2Lonza--
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
L-葡萄糖----
mirVana miR-9模拟物Ambion--
anti-miR-9 miRNA抑制剂Ambion--
脂质体2000Invitrogen--
OPTI-MEM培养基Gibco--
链脲佐菌素----
Dynabeads磁珠Invitrogen--
大鼠抗小鼠CD31单克隆抗体Invitrogen--
胶原酶A----
SanPrep柱式microRNA小提试剂盒Biobasic--
TaqMan miR-9检测Ambion--
TRIzol试剂Invitrogen--
High Capacity cDNA逆转录试剂盒Applied Biosystems--
LightCycler 96系统Roche--
RIPA裂解液Millipore--
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
聚偏二氟乙烯膜Bio-Rad--
Clarity Western ECL底物试剂盒Bio-Rad--
ChemiDoc MP成像系统Bio-Rad--
兔抗β-actin抗体Abcamab8227
兔抗PECAM1抗体Abcamab281583
小鼠抗S100A4抗体Proteintech66489-1-Ig
山羊抗兔IgG-HRPSanta CruzSC-2004
山羊抗小鼠IgG-HRPInvitrogenA28177
Pecam1 ELISA试剂盒Abcamab204527
Acta2 ELISA试剂盒Novus BiologicalsNBP2-66429
兔抗小鼠CD31Abcamab28364
小鼠抗小鼠α-SMAInvitrogen14-9760-82
Alexa Fluor 555山羊抗小鼠二抗Invitrogen--
Alexa Fluor 488山羊抗兔二抗Invitrogen--
Mouse-on-mouse IgG封闭液Invitrogen--
抗IgG兔抗体MP Biomedicals--
DAB过氧化物酶底物MJS Biolynx--
JASP----

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
细胞培养和处理
HREC的培养条件、血清饥饿时间、高糖处理浓度和持续时间
阅读提示:Methods - Cells
转染
miR-9 mimic/inhibitor的浓度、转染试剂和转染时间
阅读提示:Methods - Cells
动物模型建立
M9转基因小鼠的构建方法、STZ诱导糖尿病的剂量、频率和血糖标准
阅读提示:Methods - Animals
EndMT标志物检测
检测的基因和蛋白标志物、RT-qPCR引物序列、Western blot抗体信息
阅读提示:Methods - mRNA and lncRNA Analysis, Protein Analysis
血管渗漏评估
IgG染色方法、染色强度评分标准
阅读提示:Methods - Permeability Assay