TAB2的反义长链非编码RNA通过防止氧化应激促进哺乳动物卵泡生长

The antisense lncRNA of TAB2 that prevents oxidative stress to enhance the follicular growth in mammals.

作者信息Nian Li, Bing Yun, Liqing Zeng, Yuanyuan Lv, Yinqi Zhou, Ming Fang, Shuo Li, Yongcai Chen, Enyuan Huang, Liuhong Zhang, Yao Jiang, Hao Zhang, Jiaqi Li, Xiaolong Yuan
PMID39358475
发布时间2024-10
DOI10.1038/s42003-024-06960-6

实验完整度

体外细胞实验(H2O2处理、过表达/敲低)、RNA-seq、体内卵泡培养和小鼠模型,包含功能验证和机制验证。

主要模型

猪卵巢颗粒细胞(GCs) 猪卵巢卵泡(体外培养) C57BL/6J小鼠(卵巢内注射慢病毒)

重点核对

H2O2浓度:100 μM用于后续实验 TAB2-AS过表达载体浓度:1000 ng/mL TAB2-AS敲低寡核苷酸浓度:100 nM 小鼠慢病毒注射剂量:1×10^7 TU,每周一次,共三周 体内卵泡培养的慢病毒滴度:1×10^6 TU

摘要

长链非编码RNA(LncRNAs)在哺乳动物卵泡生长过程中与氧化应激(OS)密切相关。TAK1结合蛋白2基因(TAB2)已被认为参与颗粒细胞(GCs)的正常凋亡和增殖,颗粒细胞是卵巢卵泡中的主要支持细胞。在本研究中,我们发现TAB2通过增加SOD1、P50和P65的表达来抑制氧化应激,从而抑制GCs的凋亡并促进其增殖。值得注意的是,DNMTs似乎介导了TAB2的表达,而TAB2启动子的DNA甲基化没有变化。我们鉴定了TAB2的反义lncRNA,发现DNA甲基化调控了GCs中TAB2-AS的转录,并发现TAB2-AS在体内介导了卵巢的卵泡生长。机制上,CpG位点(-1759/-1760)的低甲基化激活了TAB2-AS的转录,TAB2-AS的1-155 nt和156-241 nt分别与TAB2 mRNA的4368-4534 nt和4215-4300 nt互补,从而增加TAB2的表达。此外,TAB2-AS抑制了GCs的氧化应激和凋亡,同时促进GCs的增殖以加速卵泡生长,这与TAB2的作用一致。总之,这些发现揭示了由DNA甲基化介导的反义lncRNA机制,TAB2-AS可能是控制哺乳动物卵泡生长过程中氧化应激的靶点。

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
DNA甲基化调控的lncRNA如何影响哺乳动物卵泡生长?
核心机制
TAB2-AS通过与其mRNA的互补区域结合,上调TAB2表达,进而激活NF-κB通路,抑制氧化应激和颗粒细胞凋亡,促进增殖,加速卵泡生长。
主要证据
体外GCs实验显示TAB2-AS过表达抑制ROS和凋亡、促进增殖,敲低则相反;体内小鼠模型显示TAB2-AS过表达促进黄体形成、E2分泌、性成熟和产仔数,敲低则抑制。
研究意义
揭示了DNA甲基化介导的反义lncRNA调控机制,TAB2-AS可能是控制哺乳动物卵泡生长过程中氧化应激的潜在靶点。

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

TAB2对氧化应激的影响

探究TAB2在颗粒细胞氧化应激中的作用

使用H2O2处理GCs诱导氧化应激,检测ROS积累、TAB2表达;过表达或敲低TAB2,检测氧化应激相关基因(CAT、SOD1)和NF-κB通路基因(P50、P65)的表达及ROS水平;并进行RNA-seq分析TAB2敲低后差异表达基因。

2

TAB2对颗粒细胞凋亡和增殖的影响

验证TAB2是否影响颗粒细胞的凋亡和增殖

过表达或敲低TAB2,检测凋亡相关基因(Caspase-9、BIM)和增殖相关基因(PCNA、CCNE1)的表达,并通过流式细胞术和EdU实验检测凋亡和增殖水平。

3

TAB2-AS的鉴定及表达调控

鉴定TAB2的反义lncRNA,并探究其表达调控机制

基于RNA-seq鉴定TAB2-AS,通过5'/3' RACE获取全长;使用5-Aza-CdR和DNMTs敲低处理GCs检测TAB2-AS表达;在不同大小卵泡中检测TAB2-AS表达和启动子甲基化状态。

4

TAB2-AS与TAB2 mRNA的结合及对TAB2表达的影响

验证TAB2-AS是否通过与TAB2 mRNA结合上调其表达

通过ChIRP实验验证TAB2-AS与TAB2 mRNA的结合;克隆TAB2-AS的重叠区域并过表达,检测TAB2表达;使用EGFP融合载体验证TAB2-AS的非编码性;通过FISH和核质分离确定其亚细胞定位。

5

TAB2-AS对颗粒细胞功能的影响及依赖TAB2

验证TAB2-AS调控GCs功能是否依赖TAB2

过表达或敲低TAB2-AS,检测氧化应激、凋亡、增殖相关指标;并在TAB2-AS过表达的同时敲低TAB2,或反之,观察对GCs功能的影响。

6

TAB2-AS对卵泡生长和性成熟的体内验证

评估TAB2-AS在体内对卵泡生长和性成熟的影响

在猪卵泡培养和小鼠卵巢中通过慢病毒感染过表达或敲低TAB2-AS,检测相关基因表达、卵泡形态、凋亡、黄体数量、血清E2水平、性成熟时间及产仔数。

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
DMEM培养基Hyclone--
胎牛血清Hyclone--
青霉素-链霉素Invitrogen--
DMEM/F12培养基Pricella--
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Scientific--
Opti-MEM培养基Gibco--
TRIzol试剂TaKaRa--
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Thermo Scientific--
Maxima SYBR Green qRT-PCR预混液Thermo Scientific--
CFX96 Touch实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--
RIPA裂解液Thermo Scientific--
BCA蛋白定量试剂BioSharp--
eBlot L1转膜仪GenScript--
PVDF膜----
抗TAB2抗体Proteintech14410-1-AP
抗GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
抗α-微管蛋白抗体AffinityAF7010
抗PCNA抗体Proteintech10205-2-AP
抗CCNE1抗体AffinityAF4713
抗Caspase-9抗体AffinityAF6348
抗BIM抗体Signalway21280-1
抗P50抗体Signalway21017
抗P65抗体Proteintech10745-1-AP
抗SOD1抗体Proteintech10269-1-AP
羊抗兔IgG H&L(HRP)Abcamab150079
Odyssey Fc成像系统LI-COR Biosciences--
组织DNA提取试剂盒Omega Bio-tekD3396-02
EZ DNA甲基化金试剂盒ZYMO RESEARCHD5006
Cell-Light EdU Apollo 567体外试剂盒RiboBio--
Annexin V-FITC细胞凋亡检测试剂盒BioVision--
流式细胞仪BD--
DCFH-DA荧光探针Beyotime Biotech--
Synergy Neo2多功能酶标仪BioTek--
Pierce磁性RNA蛋白下拉试剂盒Thermo Scientific--
ChIRP生物素探针RiboBio--
RNA FISH试剂盒和探针RiboBio--
SMARTer RACE 5'/3'试剂盒Takara--
大肠杆菌Poly(A)聚合酶New England BioLabs--
pMD18-T克隆载体Takara--
小鼠E2 ELISA试剂盒JINGMEI Biotech--
慢病毒载体(rLV-TAB2-AS, sh-TAB2-AS)Guangzhou Dongze--

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
细胞处理
H2O2处理浓度和时间
阅读提示:见Results部分‘TAB2 activates NF-κB pathway to counteract OS of ovarian GCs’
基因操作
TAB2过表达载体浓度(1500 ng/mL)和siRNA浓度(100 nM)
阅读提示:见Methods ‘Transient transfection’及Results
基因操作
TAB2-AS过表达载体浓度(1000 ng/mL)和敲低寡核苷酸浓度(100 nM)
阅读提示:见Results ‘An antisense lncRNA TAB2-AS was identified for TAB2’
表观遗传调控实验
5-Aza-CdR处理浓度和时间,DNMTs敲低效率
阅读提示:见Results ‘DNA methylation mediated TAB2-AS to promote the expression of TAB2’
体外卵泡培养
慢病毒感染滴度(1×10^6 TU)和培养时间(6天)
阅读提示:见Methods ‘Follicular culture’
动物实验
小鼠周龄(4周龄)、品系(C57BL/6J)、分组(每组5只)、注射剂量(1×10^7 TU)、频率(每周一次,共三周)
阅读提示:见Methods ‘Animals and lentivirus delivery’
功能检测
ROS检测中DCFH-DA浓度(10 mM)和孵育时间(30 min)
阅读提示:见Methods ‘Detection of ROS’
功能检测
凋亡检测中Annexin V和PI的用量及孵育时间(15 min)
阅读提示:见Methods ‘Flow cytometry’