microRNA-140调控PDGFRα并参与脂肪细胞分化

microRNA-140 Regulates PDGFRα and Is Involved in Adipocyte Differentiation.

作者信息Yi Yan, Jiahui Yuan, Xiaomao Luo, Xiuju Yu, Jiayin Lu, Wei Hou, Xiaoyan He, Liping Zhang, Jing Cao, Haidong Wang
PMID35832736
发布时间2022-06-27
DOI10.3389/fmolb.2022.907148

实验完整度

通过细胞模型3T3-L1和HEK293T,采用qRT-PCR、Western blot、油红O染色和荧光素酶报告实验等验证了miR-140-5p对PDGFRα的直接调控作用,但未进行体内实验。

主要模型

3T3-L1前脂肪细胞 HEK293T细胞

重点核对

miR-140-5p在脂肪分化过程中的表达变化 miR-140-5p过表达和敲低对脂肪生成相关基因表达和脂滴形成的影响 PDGFRα作为miR-140-5p直接靶点的验证 PDGFRα过表达和敲低对脂肪细胞分化的影响

摘要

近年来,microRNA在脂肪生成和脂肪细胞发育中的作用及其相应的分子机制研究受到了广泛关注。在本工作中,我们研究了miR-140在脂肪生成过程中的功能及其涉及的分子通路,我们发现脂肪形成处理促进了前脂肪细胞中miR-140-5p RNA水平的升高。在前脂肪细胞中过表达miR-140-5p通过转录调节脂肪生成相关基因加速了脂肪生成和脂肪细胞分化。同时,沉默内源性miR-140-5p抑制了脂肪生成。血小板衍生生长因子受体α(PDGFRα)被证明是miR-140-5p的靶基因。在前脂肪细胞3T3-L1中过表达miR-140-5p降低了PDGFRα的表达,而沉默miR-140-5p则增强了其表达。此外,PDGFRα的过表达抑制了脂肪细胞分化和脂肪生成,而其敲低则增强了前脂肪细胞3T3-L1的这些生物学过程。总之,我们目前的研究结果表明,miR-140-5p通过靶向PDGFRα诱导3T3-L1细胞的脂肪生成和脂肪细胞分化,从而调节脂肪生成。我们的研究为肥胖相关代谢疾病的治疗提供了分子靶点和理论基础。

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-140-5p是否以及如何调节脂肪细胞分化,其分子机制是什么?
核心机制
miR-140-5p通过靶向PDGFRα的3'UTR,抑制PDGFRα表达,从而上调脂肪生成相关转录因子(如PPARγ、C/EBPs)的表达,促进脂肪生成和脂滴积累。
主要证据
qRT-PCR和Western blot检测miR-140-5p和PDGFRα水平变化;油红O染色评估脂滴形成;荧光素酶报告实验验证miR-140-5p直接靶向PDGFRα。
研究意义
研究为肥胖及相关代谢疾病的治疗提供了分子靶点和理论基础,抑制miR-140-5p可能是一种潜在的治疗策略。

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miR-140-5p在脂肪分化中的表达

验证miR-140-5p是否在脂肪细胞分化过程中表达变化。

采用qRT-PCR检测3T3-L1前脂肪细胞分化过程中不同时间点(24, 48, 72小时及分化前1天至7天)miR-140-5p的表达;油红O染色检测脂滴形成。

2

评估miR-140-5p过表达和敲低对脂肪生成的影响

确定miR-140-5p对脂肪生成相关基因表达和脂滴形成的影响。

在3T3-L1细胞中转染miR-140-5p mimics或抑制剂,采用qRT-PCR和Western blot检测脂肪生成相关转录因子(C/EBPδ、PPARγ、C/EBPα、aP2等)的表达,并采用油红O染色评估脂滴形成。

3

验证PDGFRα作为miR-140-5p直接靶点

确认PDGFRα是否为miR-140-5p的直接靶基因。

通过TargetScan数据库预测miR-140-5p在PDGFRα 3'UTR上的结合位点,构建包含PDGFRα 3'UTR的荧光素酶报告载体,共转染miR-140-5p mimics或对照后检测荧光素酶活性;同时检测miR-140-5p过表达或抑制后PDGFRα mRNA和蛋白水平的变化。

4

评估PDGFRα过表达和敲低对脂肪生成的影响

确定PDGFRα对脂肪生成相关基因表达和脂滴合成的影响。

在3T3-L1细胞中转染pEGFP-N1-PDGFRα(过表达)或PDGFRα特异性siRNA(敲低),采用qRT-PCR和Western blot检测脂肪生成相关转录因子表达,油红O染色检测脂滴形成。

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。

细胞培养和分化
脂滴检测
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Life Technologies--
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Invitrogen--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
胰岛素Sigma-Aldrich--
地塞米松Sigma-Aldrich--
IBMXSigma-Aldrich--
RNAiso Plus试剂Takara--
Prime Script RT试剂盒(含gDNA Eraser)Takara--
SYBR Green qPCR Mix试剂Monad--
裂解缓冲液Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
NC或PVDF膜Millipore--
抗C/EBPα抗体Proteintech18311-1-AP
抗PDGFRα抗体Biossbsm-52829R
抗C/EBPδ抗体Signalway Antibody36790
抗C/EBPβ抗体Proteintech23431-1-AP
增强化学发光试剂Bio-Rad--
psiCheck2载体Promega--
双荧光素酶报告检测系统Promega--
油红OSigma-Aldrich--
GraphPad Prism 6----

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
细胞培养和分化
3T3-L1细胞培养条件:高糖DMEM含10%FBS、5%CO2、37°C;分化诱导条件:100nM胰岛素、1μM地塞米松、0.5mM IBMX、10%FBS。
阅读提示:Materials and Methods: Cell Culture, Cell Transient Transfection, and Adipocyte Differentiation
miR-140-5p过表达/敲低
miR-140-5p mimics和抑制剂转染条件;转染试剂(Lipofectamine RNAiMAX或2000)及转染时间。
阅读提示:Materials and Methods: Cell Culture, Cell Transient Transfection, and Adipocyte Differentiation;Figure 2 legend
qRT-PCR
RNA提取试剂(RNAiso Plus)、反转录试剂盒(Prime Script RT Reagent Kit with gDNA Eraser)、SYBR Green qPCR Mix(Monad);内参U6;基因相对表达计算采用2-ΔΔCt方法。
阅读提示:Materials and Methods: RNA Extraction and qRT-PCR
Western blot
蛋白提取使用裂解缓冲液(Beyotime),BCA蛋白定量(Beyotime),抗体信息(anti-C/EBPα、anti-PDGFRα、anti-C/EBPδ、anti-C/EBPβ)及稀释比例,二抗孵育时间和温度,ECL检测(Bio-Rad)。
阅读提示:Materials and Methods: Western Blots
荧光素酶报告实验
构建psiCheck2-PDGFRα-3'UTR载体,共转染miR-140-5p mimics或对照到HEK293T细胞,48小时后检测荧光素酶活性。
阅读提示:Materials and Methods: Luciferase Reporter Assay;Figure 3 legend
油红O染色
固定细胞用10%福尔马林1小时,0.35%油红O染色1小时,水洗后拍照。
阅读提示:Materials and Methods: Oil Red O Staining Assay
统计分析
数据以均值±标准差表示,n=3;采用两尾Student's t检验,显著性水平*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001。
阅读提示:Materials and Methods: Statistical Methods