KLF11通过抑制组织因子表达预防静脉血栓形成

KLF11 Protects against Venous Thrombosis via Suppressing Tissue Factor Expression

作者信息Wenying Liang, Haocheng Lu, Jinjian Sun, Guizhen Zhao, Huilun Wang, Yanhong Guo, Daniel Eitzman, Y Eugene Chen, Yanbo Fan, Jifeng Zhang
PMID34428834
发布时间2022-05
DOI10.1055/s-0041-1735191

实验完整度

包含体外细胞模型(HUVECs、BAECs、MAECs)的基因操作、机制研究(ChIP、Co-IP、报告基因)、功能实验(体外凝血实验)及体内小鼠DVT模型,涵盖体外和体内的多层级验证。

主要模型

人脐静脉内皮细胞(HUVECs) 牛主动脉内皮细胞(BAECs) 小鼠主动脉内皮细胞(MAECs) 淤滞诱导的深静脉血栓小鼠模型

重点核对

KLF11表达上调: 体内DVT模型和体外TNF-α、LPS、凝血酶刺激下,KLF11 mRNA和蛋白水平均升高 KLF11对TF的调控: 过表达KLF11降低TNF-α诱导的TF mRNA(84.6%)和蛋白(83.9%)表达,敲低则增加 EGR1介导的机制: KLF11通过抑制EGR1与TF启动子结合(尤其在-63/-60、-39/-34、-24/-21位点)来下调TF转录 体内保护作用: Klf11 KO小鼠DVT血栓长度(7.44±0.36 mm vs 5.51±0.50 mm)和重量(21.2±1.73 mg vs 14.6±1.86 mg)显著增加

摘要

Krüppel样因子(KLFs)在多种生物学功能中发挥重要作用,包括维持血管稳态。KLF11是青少年发病的成人型糖尿病7型的致病基因,抑制内皮激活并预防卒中。然而,KLF11在静脉血栓形成中的作用仍有待探索。利用淤滞诱导的小鼠深静脉血栓(DVT)模型和培养的内皮细胞(ECs),我们发现在体内和体外促血栓形成条件下KLF11表达均增加。通过采用功能获得和功能丧失方法改变ECs中KLF11的表达,确定了血栓形成相关基因的表达变化。在这些基因中,KLF11显著下调肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导的组织因子(TF)基因转录。利用报告基因分析、染色质免疫沉淀分析和免疫共沉淀,我们揭示了KLF11可减少ECs中TNF-α诱导的早期生长反应因子1(EGR1)与TF基因启动子的结合。此外,我们证明常规Klf11基因敲除小鼠更容易发生淤滞诱导的DVT。这些结果表明,在促血栓形成条件下,KLF11通过抑制ECs中的EGR1下调TF基因转录。总之,KLF11可预防静脉血栓形成,构成治疗血栓形成的潜在分子靶点。

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
KLF11在静脉血栓形成中的作用及其分子机制是什么?
核心机制
在促血栓形成条件下,KLF11作为炎症诱导的共抑制因子,通过与EGR1结合并抑制其与TF基因启动子的结合,从而下调TF基因转录,减少血栓形成。
主要证据
体外实验显示KLF11过表达抑制TNF-α诱导的TF表达(mRNA和蛋白),ChIP和Co-IP证明KLF11与EGR1结合并抑制其与TF启动子结合;体内Klf11 KO小鼠DVT模型显示血栓形成加重,且内皮TF表达增加。
研究意义
KLF11通过抑制EGR1诱导的TF转录发挥抗血栓作用,是预防DVT的潜在分子靶点。

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

检测KLF11在促血栓条件下的表达

明确KLF11在体内外血栓形成相关刺激下的表达变化

建立小鼠DVT模型,通过免疫荧光和qPCR检测IVC中KLF11表达;体外用TNF-α、LPS、凝血酶刺激HUVECs,检测KLF11 mRNA和蛋白水平

2

筛选KLF11对血栓相关基因表达的影响

鉴定KLF11调控的潜在下游靶基因

在HUVECs中过表达或敲低KLF11,结合TNF-α刺激,通过qPCR检测凝血、血小板粘附及纤维蛋白溶解相关基因的表达变化

3

验证KLF11对TF蛋白表达的调控

在蛋白水平确认KLF11对TF表达的抑制作用

Western blot检测KLF11过表达或敲低对TNF-α诱导TF蛋白水平的影响,并用MAECs验证病理生理相关性

4

探索KLF11抑制TF转录的机制

阐明KLF11调控TF转录的具体信号通路

使用通路抑制剂(BAY11-7082, SP600125, NAB2)评估KLF11对NF-κB, AP-1, EGR1通路的影响;通过报告基因、ChIP和Co-IP确定KLF11与EGR1的相互作用及对TF启动子结合的影响

5

评估KLF11对血栓形成的功能影响

验证KLF11在体外和体内对血栓形成的作用

体外凝血实验检测KLF11过表达对TNF-α诱导的凝血时间的影响;体内通过Klf11 KO小鼠DVT模型,比较血栓长度、重量及TF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
肿瘤坏死因子-αR&D Systems210-TA
凝血酶Sigma-AldrichT1063
脂多糖Sigma-AldrichL3012
BAY 11-7082Cayman10010266
SP600125Cayman10010466
M199培养基Gibco--
杜氏改良Eagle培养基Gibco--
胎牛血清Sigma-Aldrich--
HEPES缓冲液Gibco--
青霉素/链霉素Gibco--
肝素Sagent Pharmaceuticals--
重组人成纤维细胞生长因子Sigma-Aldrich--
RNeasy试剂盒QIAGEN--
SuperScript III逆转录酶Thermo Fisher Scientific--
IQSYBR Green SupermixBio-Rad--
GAPDH抗体Santa Cruz Biotechnologysc-32233
TF抗体Santa Cruz Biotechnologysc-374441
KLF11抗体AbnovaH00008462-M01
EGR1抗体Cell Signaling Technology4153s
Pierce IP裂解缓冲液Thermo Fisher Scientific87788
蛋白A/G PLUS-琼脂糖Santa Cruz Biotechnologysc-2003
SimpleChIP酶解染色质IP试剂盒Cell Signaling Technology9003s
抗Flag抗体Cell Signaling Technology14793
脂质体转染试剂2000Thermo Fisher Scientific11668019
萤火虫荧光素酶Promega--
胶原酶2型WorthingtonLS004174
KLF11抗体Syd LabsX1710
PECAM1抗体DianovaDIA-310
Alexa Fluor偶联二抗Jackson ImmunoResearch Laboratories711-585-152
Alexa Fluor偶联二抗Jackson ImmunoResearch Laboratories112-605-143
ProLong Gold抗淬灭封片剂(含DAPI)Thermo Fisher ScientificP36935
Olympus IX73显微镜Olympus--
人血浆SigmaP9523
氯化钙----
Spectra Max Plus酶标仪Molecular Devices--
Opti-MEM培养基----
Lipofectamine RNAi-MAX转染试剂----
异氟烷----
7-0聚丙烯缝线----
10%中性缓冲福尔马林(PBS配制)Fisher Healthcare245685
大鼠抗小鼠TF 1H1抗体Genentech--
山羊抗大鼠IgG HRP偶联二抗Invitrogen31470
DAB染色系统Thermo Fisher Scientific--
Tissue-Tek O.C.T.包埋剂----
I型胶原包被的培养板----
C57BL/6J小鼠The Jackson Laboratory000664

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
细胞培养与刺激
HUVECs培养条件(M199培养基、16% FBS等);TNF-α刺激浓度(10 ng/mL)和时间(4小时);LPS(100 ng/mL)和凝血酶(5 U/mL)浓度
阅读提示:Methods: Culture of Human and Bovine Endothelial Cells; Figure 1 legend
KLF11过表达与敲低
腺病毒感染的MOI(10 MOI)和时间(48小时);siRNA转染浓度(20 nM)和时间(72小时);血清饥饿条件(M199含0.5% FBS,48小时)
阅读提示:Methods: Adenovirus-Mediated Gene Overexpression and Small-Interfering RNA-Mediated Gene Knockdown; Figure 2 legend
TF表达检测
Western blot抗体(GAPDH, TF, KLF11, EGR1)的稀释比例(1:1000)和来源;MAECs分离方法及TNF-α刺激浓度(2 ng/mL)
阅读提示:Methods: Protein Extracts and Western Blot; Isolation and Culture of Mouse Aortic Endothelial Cells; Figure 3 legend
机制实验
报告基因载体(pTF-186-luc等)浓度(0.5 μg/well);Luciferase assay中的转染时间和感染MOI(Ad-EGR1, Ad-KLF11各5 MOI);ChIP实验使用的抗体(抗Flag, 14793)和qPCR引物;Co-IP使用的抗体(抗EGR1, 4153;抗KLF11, H00008462-M01)
阅读提示:Methods: Luciferase Assay; Chromatin Immunoprecipitation Assay; Co-immunoprecipitation; Figure 5 legend
体内DVT模型
小鼠周龄(8-10周)和性别(雄性);IVC结扎时间(48小时);血栓测量方法;IHC和IF的抗体浓度(TF 1H1 20 μg/mL;KLF11 X1710 1:50;PECAM1 DIA-310 1:100)
阅读提示:Methods: Deep Vein Thrombosis Mouse Model; Histology and Immunohistochemistry of IVC; Immunofluorescence Staining; Figure 6 legend