金雀异黄酮通过JNK介导的SREBP-2激活上调LDLR水平

Genistein upregulates LDLR levels via JNK-mediated activation of SREBP-2.

作者信息Medicia Kartawijaya, Hye Won Han, Yunhye Kim, Seung-Min Lee
PMID27211318
发布时间2016-05
DOI10.3402/fnr.v60.31120

实验完整度

包含细胞实验、Western blot、RT-qPCR、CHIP和荧光素酶报告基因实验,验证了JNK-SREBP-2-LDLR通路,但缺乏动物或临床验证。

主要模型

人肝癌细胞系HepG2

重点核对

金雀异黄酮处理浓度10-40 μM,处理时间24小时 JNK抑制剂SP600126预处理浓度10 μM,预处理时间30分钟 胆固醇添加浓度1-5 μg/mL,处理时间24小时 NBD标记胆固醇浓度10 μg/mL,孵育12小时 统计方法:单因素方差分析(ANOVA)和Duncan多重比较检验,p<0.05

摘要

背景:金雀异黄酮已被证实在体外和体内降低LDLR水平。它也被广泛消费,并被认为具有抗动脉粥样硬化的作用。然而,金雀异黄酮降低LDL水平的分子机制仍然未知。目的:为了了解抗动脉粥样硬化的分子作用机制,研究了金雀异黄酮对人肝癌细胞系中LDLR(LDL胆固醇的受体)表达及相关信号通路的影响。设计:使用HepG2细胞进行实验。将不同浓度的金雀异黄酮稀释在培养基中,孵育24小时或更长时间(如所示)。蛋白质水平通过蛋白质印迹法测量,mRNA表达通过RT-qPCR检测。染色质免疫沉淀(CHIP)测定用于确定蛋白质结合水平,荧光素酶测定用于测量启动子活性。结果:金雀异黄酮以时间依赖性方式增加LDLR的mRNA和蛋白质水平。金雀异黄酮增加了含有报告基因的LDLR启动子(pLDLR-luc,-805至+50)的转录活性。但甾醇调节元件缺失突变构建体未能被金雀异黄酮激活。金雀异黄酮增加了SREBP-2的核部分以及SREBP-2与LDLR启动子的DNA结合活性,如CHIP评估。金雀异黄酮磷酸化的JNK抑制剂(SP600126)消除了金雀异黄酮刺激的LDLR和核SREBP-2水平。添加高达5 μg/mL的胆固醇24小时不影响金雀异黄酮对LDLR蛋白表达的作用。即使添加40 μM的金雀异黄酮,人肝癌细胞系的胆固醇摄取也增加了10%以上。结论:我们的数据支持金雀异黄酮可能通过激活JNK信号和SREBP-2加工,随后上调LDLR,从而发挥抗动脉粥样硬化作用的观点。

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
金雀异黄酮降低LDL的分子机制是什么?
核心机制
金雀异黄酮激活JNK信号通路,促进SREBP-2加工和核转位,进而增强LDLR基因的SRE依赖性转录。
主要证据
HepG2细胞实验显示,金雀异黄酮增加LDLR mRNA和蛋白表达,且依赖于SREBP-2结合LDLR启动子SRE区;JNK抑制剂SP600126阻断这些效应;胆固醇存在不影响金雀异黄酮的作用。
研究意义
该研究有助于理解金雀异黄酮的降胆固醇作用机制,为其作为抗高胆固醇血症药物的开发提供依据。

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

验证金雀异黄酮对LDLR表达的影响

检测金雀异黄酮是否调节LDLR表达及其浓度和时间依赖性。

HepG2细胞用不同浓度金雀异黄酮处理,通过Western blot和RT-qPCR检测LDLR蛋白和mRNA水平。

2

分析LDLR启动子活性和SREBP-2结合

确定LDLR上调是否通过SREBP-2和SRE介导。

用LDLR启动子荧光素酶报告基因(pLDLR-luc)和SRE缺失突变体进行转染,检测启动子活性;用CHIP检测SREBP-2与LDLR启动子的结合。

3

探究JNK信号通路的作用

验证JNK是否介导金雀异黄酮诱导的LDLR表达。

检测MAPK磷酸化,并用JNK抑制剂SP600126预处理,观察对LDLR表达和SREBP-2结合的影响。

4

评估胆固醇对金雀异黄酮作用的影响

验证细胞外胆固醇是否影响金雀异黄酮上调LDLR的能力。

加入胆固醇处理细胞,检测LDLR蛋白水平;同时检测金雀异黄酮对NBD标记胆固醇摄取的影响。

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。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
评估体内效果
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Welgene--
胎牛血清Cellgro--
抗生素-抗真菌剂Invitrogen--
金雀异黄酮----
SP600126Calbiochem--
Lipofectamine 2000Life Technologies--
双荧光素酶检测系统Promega--
Glomax发光检测仪Promega--
Trizol试剂Invitrogen--
ImProm-II逆转录酶Promega--
EvaGreen qPCR预混液Solis BioDyne--
CFX96序列检测系统Biorad--
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂混合物Sigma--
PVDF膜Millipore--
小鼠抗SREBP-2抗体Santa Cruz Biotech.--
兔抗LDLR抗体BioVision--
兔抗p-JNK抗体Merck Millipore--
兔抗p-p38抗体Merck Millipore--
小鼠抗p-ERK抗体Santa Cruz Biotech.--
兔抗GAPDH抗体Signalway Antibody--
甲醛Sigma-Aldrich--
蛋白A/G琼脂糖珠Santa Cruz--
DNA提取试剂盒iNtRON Biotechnology--
NBD标记胆固醇Cayman Chemical Company--
荧光计(TECAN Infinite 200)TECAN--
SPSSSPSS Inc.--

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
HepG2细胞来源(韩国细胞系库)、培养基(高糖DMEM)、FBS浓度10%、AA浓度5%、培养条件(37℃,5% CO2),细胞接种密度(1.6×10^6/60mm皿)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture
药物处理
金雀异黄酮浓度(0-40 μM)、处理时间(24小时或更长时间)、血清饥饿条件(0.5% FBS)、预孵育时间
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and Results: Genistein increases LDLR expression
JNK抑制实验
SP600126浓度(10 μM)、预处理时间(30分钟)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture 和 Results: Genistein activates the JNK signaling pathway
报告基因检测
报告基因质粒(pLDLR-luc -805至+50)、SRE缺失突变体、转染试剂(Lipofectamine 2000)、转染后处理时间(24小时)、荧光素酶活性检测方法
阅读提示:Materials and methods: Transient transfection and luciferase assay 和 Results: Genistein-induced expression of LDLR requires SREBP-2 transcriptional activity
CHIP检测
交联条件(1%甲醛15分钟)、超声条件(4次每次30秒)、抗体(抗SREBP-2)、洗涤和洗脱条件、PCR引物
阅读提示:Materials and methods: Chromatin immunoprecipitation assay 和 Results: Genistein-induced expression of LDLR requires SREBP-2 transcriptional activity
胆固醇摄取
NBD胆固醇浓度(10 μg/mL)、孵育时间(12小时)、金雀异黄酮浓度(40 μM)、检测波长(485/535 nm)
阅读提示:Materials and methods: Cholesterol uptake assay 和 Results: Cholesterol uptake increased with genistein treatment
胆固醇添加实验
胆固醇浓度(1-5 μg/mL)、溶剂(0.1%乙醇)、处理时间(24小时)
阅读提示:Results: Cholesterol did not affect Genistein ability to elevate LDLR expression 和图5图注