金合欢素通过miR-23b-3p/NEU1轴调节Treg/Th17平衡改善肥胖小鼠胰岛素抵抗

Acacetin ameliorates insulin resistance in obesity mice through regulating Treg/Th17 balance via MiR-23b-3p/NEU1 Axis.

作者信息Yan Wei, Jianhong Jing, Zhiping Peng, Xiaoqian Liu, Xueyang Wang
PMID33781239
发布时间2021-03-29
DOI10.1186/s12902-021-00688-8

实验完整度

包含动物模型、细胞实验和分子实验,如双荧光素酶报告实验、Western blot、流式细胞术等,但缺乏体外功能验证(如细胞增殖或凋亡实验)。

主要模型

高脂饮食诱导的肥胖胰岛素抵抗小鼠模型 HEK-293T细胞系 小鼠脾细胞

重点核对

使用C57BL/6J小鼠,每组10只,分为多组(Control、Model、Acacetin、Acacetin+MC、Acacetin+M等) 高脂饮食(D12492)诱导模型,金合欢素腹腔注射剂量10 mg/kg miR-23b-3p mimic(序列5'-AUCACAUUGCCAGGGAUUACCAC-3')和NEU1过表达质粒通过尾静脉注射 OGTT和ITT检测前禁食12小时,葡萄糖2 g/kg,胰岛素0.5 U/kg 使用双荧光素酶报告实验验证NEU1为miR-23b-3p靶标

摘要

背景:miR-23b-3p在胰岛素抵抗中的作用仍知之甚少。方法:注射金合欢素后,构建肥胖诱导的胰岛素抵抗小鼠模型,并联合或不联合miR-23b-3p上调及神经氨酸酶1(NEU1)过表达。测量小鼠体重、血清代谢物和脂肪百分比。进行口服葡萄糖和胰岛素耐量试验,并用酶联免疫吸附试验(ELISA)定量炎症细胞因子C反应蛋白(CRP)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和单核细胞趋化蛋白1(MCP1)水平。通过TargetScan预测miR-23b-3p与NEU1的结合位点,并使用双荧光素酶报告基因实验验证。通过实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)和Western blot检测相对表达。通过流式细胞术检测总CD4+ T细胞中Treg和Th17细胞的比例。结果:miR-23b-3p抵消了金合欢素对体重、脂肪百分比、炎症细胞因子水平以及调节性T细胞(Treg细胞)和辅助性T细胞17(Th17细胞)标志物表达、NEU1和miR-23b-3p表达的影响。NEU1是miR-23b-3p的靶标,过表达的NEU1逆转了上调miR-23b-3p对减少Treg细胞的影响,但增加了体重、脂肪百分比和炎症细胞因子水平、Th17细胞百分比,并上调NEU1表达。结论:上调miR-23b-3p通过靶向NEU1调节Treg/Th17细胞平衡,抵消了金合欢素对肥胖诱导的胰岛素抵抗的作用。本研究结果为肥胖诱导的胰岛素抵抗提供了可能的预防策略。

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-23b-3p和NEU1在肥胖诱导的胰岛素抵抗中的作用及金合欢素的影响机制是什么?
核心机制
金合欢素通过下调miR-23b-3p上调NEU1,调节Treg/Th17平衡,从而改善肥胖诱导的胰岛素抵抗。
主要证据
动物实验显示金合欢素降低体重、脂肪百分比、空腹血糖和胰岛素,减少炎症因子,调节Treg/Th17标志物表达;双荧光素酶实验证实NEU1为miR-23b-3p靶标;Western blot和流式细胞术验证了miR-23b-3p和NEU1对Treg/Th17细胞比例及标志物的影响。
研究意义
为肥胖诱导的胰岛素抵抗提供可能的预防策略,提示金合欢素可作为治疗肥胖相关代谢功能障碍的新方法。

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

构建肥胖诱导的胰岛素抵抗小鼠模型

建立高脂饮食诱导的肥胖和胰岛素抵抗模型,并评估金合欢素的作用。

C57BL/6J小鼠分为对照组(正常饮食)和模型组(高脂饮食),部分模型组给予金合欢素腹腔注射,并联合或不联合miR-23b-3p模拟物或NEU1过表达慢病毒载体处理。

2

检测小鼠代谢指标和炎症因子

评估模型构建及干预对糖代谢和炎症状态的影响。

测量体重、脂肪百分比、空腹血糖和胰岛素水平,进行OGTT和ITT,并用ELISA检测血清炎症因子CRP、IL-6、TNF-α和MCP1。

3

流式细胞术检测Treg和Th17细胞比例

分析干预对Treg/Th17平衡的影响。

从小鼠脾脏分离细胞,染色CD4、CD25、Foxp3和IL-17,通过流式细胞仪检测CD4+CD25+Foxp3+ Treg细胞和CD4+IL-17+ Th17细胞的比例。

4

验证miR-23b-3p靶向NEU1

确认NEU1是miR-23b-3p的直接靶标。

通过TargetScan预测结合位点,构建NEU1野生型和突变型荧光素酶报告质粒,转染HEK-293T细胞,检测荧光素酶活性。

5

Western blot和qRT-PCR检测分子表达

检测miR-23b-3p、NEU1及Treg/Th17标志物的表达变化。

提取蛋白和RNA,用Western blot检测NEU1、TGF-β1、IL-10、IL-17、IL-6蛋白表达,用qRT-PCR检测miR-23b-3p、IL-17和Foxp3的表达。

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
金合欢素Sigma-Aldrich00017
高脂饮食Research DietsD12492
正常饮食Research DietsD12450B
乙酰丙嗪Sigma-AldrichA7111
D-葡萄糖Sigma-AldrichG8270
葡萄糖单一试剂盒BioclinK082-3
血糖仪Roche Diagnostics--
小鼠胰岛素ELISA试剂盒InvitrogenEMINSX5
CRP ELISA试剂盒InvitrogenEM20RB
IL-6 ELISA试剂盒InvitrogenBMS603-2
TNF-α ELISA试剂盒InvitrogenBMS607-3
MCP1 ELISA试剂盒InvitrogenBMS6005
自动化ELISA系统Titertek-Berthold11050010
磷酸盐缓冲液----
胶原酶DSigma-AldrichC0130
脱氧核糖核酸酶ISigma-AldrichD5025
分散酶Stemcell07923
DMEM培养基Sigma-AldrichD5030
胎牛血清Sigma-AldrichF2442
100微米Falcon尼龙细胞筛网Corning Inc.352360
抗CD4抗体(FITC)Abcamab218745
抗CD25抗体(PE)Thermo Fisher Scientific12-0251-82
抗Foxp3抗体(APC)Abcamab200568
抗IL-17抗体(生物素)Signalway AntibodyC48308-Biotin
山羊抗大鼠IgG(Alexa Fluor 488)Abcamab150157
山羊抗小鼠IgG(Alexa Fluor 647)Abcamab150115
CytoFLEX流式细胞仪Beckman CoulterB96622
HEK-293T细胞系ATCCCRL-11268
高糖DMEM培养基Solarbio90013
青霉素/链霉素SolarbioP1400
pMirGLO荧光素酶载体Thermo Fisher ScientificAM5795
QuikChange II定点突变试剂盒Agilent200523
miR-23b-3p模拟物Gene PharmaB02003
模拟物对照Gene PharmaB04001
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000-001
双荧光素酶报告基因检测系统PromegaE1910
Trizol试剂Invitrogen15596-018
Nano Drop 2000分光光度计Thermo Fisher Scientific--
RevertAid H Minus II第一链cDNA合成试剂盒Thermo Fisher ScientificK1631
一步法PrimeScript RT-PCR试剂盒TakaraRR064B
Touch实时PCR检测系统Bio-RadCFX96
RIPA裂解液Santa Cruz Biotechsc-24948
BCA蛋白定量试剂盒BioVisionK813
SDS-PAGE凝胶电泳SolarbioP1200
PVDF膜SolarbioYA1701
山羊抗兔IgG H&LSanta Cruz Biotechsc-2004
山羊抗大鼠IgG H&LAbcamab97057
ECL化学发光试剂盒SolarbioSW2020
iBright CL750成像系统InvitrogenA44116

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
动物模型建立
小鼠品系、周龄、体重、饲养条件、高脂饮食(D12492)组成、各组处理方案
阅读提示:Methods: Animal model establishment
血清代谢物测量
空腹血糖和胰岛素测量方法、试剂盒型号、OGTT和ITT的步骤及剂量
阅读提示:Methods: Serum metabolite measurements; OGTT and ITT
ELISA
炎症因子CRP、IL-6、TNF-α、MCP1的检测试剂盒及稀释度
阅读提示:Methods: Enzyme-linked immunosorbent assay
流式细胞术
脾细胞分离步骤、染色抗体组合、CD4、CD25、Foxp3、IL-17标记
阅读提示:Methods: Isolation of spleen cells; Flow cytometry
双荧光素酶报告实验
NEU1 3'UTR质粒构建、突变方法、转染浓度、检测时间
阅读提示:Methods: Bioinformatics and dual-luciferase reporter assay
qRT-PCR
RNA提取、cDNA合成、PCR条件、引物序列
阅读提示:Methods: RNA isolation and quantitative real-time polymerase chain reaction; Table 1
Western blot
蛋白提取、BCA定量、SDS-PAGE电泳、转膜、抗体稀释、ECL检测
阅读提示:Methods: Western blot; Table 1