Notch1信号在缺氧条件下诱导晶状体上皮细胞上皮间质转化

Notch1 signaling induces epithelial-mesenchymal transition in lens epithelium cells during hypoxia.

作者信息Lei Liu, Wei Xiao
PMID28764685
发布时间2017-08
DOI10.1186/s12886-017-0532-1

实验完整度

包含体外细胞实验(CoCl2处理、质粒转染、Transwell、划痕实验)和分子检测(Western blot、免疫细胞化学),但缺少体内模型和功能验证的因果证据,因此判定为中。

主要模型

人晶状体上皮细胞系SRA01/04

重点核对

缺氧模型为150 μM CoCl2处理SRA01/04细胞 CoCl2处理时间梯度为12、24、48小时 NICD1过表达质粒p3×FLAG-CMV-7-NICD1转染3 μg,转染24小时 Transwell侵袭实验中细胞接种密度为4×10^4细胞/孔,侵袭48小时 划痕愈合实验在转染后24小时测量划痕宽度

摘要

背景 后发性白内障(PCO)是白内障手术最常见的并发症之一,可导致严重的视力损害。晶状体上皮细胞(LEC)的上皮间质转化(EMT)是PCO的病理基础。近期研究表明,缺氧通过Notch1/Snail1/E-cadherin通路诱导EMT。然而,Notch1/Snail1/E-cadherin通路是否参与缺氧条件下PCO的发生仍不清楚。 方法 观察氯化钴(CoCl2)处理SRA01/04细胞的形态学变化,并通过Western blot和免疫细胞化学分析EMT标志物及Notch1/Snail1/E-cadherin通路的表达。使用Transwell侵袭实验和划痕愈合实验检测p3×FLAG-CMV-7-NICD1转染对SRA01/04细胞的影响。 结果 SRA01/04细胞经CoCl2培养后失去细胞极性和细胞连接。缺氧条件下,角蛋白、缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)、Notch1、Snail1的表达上调,而纤连蛋白和E-cadherin的表达下调。此外,Notch1的过表达诱导E-cadherin表达并增强SRA01/04细胞的侵袭和迁移能力。 结论 这些结果表明,在缺氧条件下,Notch1/Snail1/E-cadherin通路通过HIF-1α促进SRA01/04细胞的EMT,并增强LEC的迁移能力。

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
缺氧条件下,Notch1/Snail1/E-cadherin通路是否参与晶状体上皮细胞的EMT,从而促进PCO的发病?
核心机制
缺氧通过HIF-1α激活Notch1信号,上调Snail1,进而抑制E-cadherin,诱导LEC发生EMT并增强其迁移能力。
主要证据
CoCl2诱导的缺氧使SRA01/04细胞发生形态变化,HIF-1α、Notch1、Snail1表达上调,E-cadherin下调;过表达Notch1后Snail1上调、E-cadherin下调,细胞侵袭和迁移能力增强。
研究意义
阐明Notch1/Snail1/E-cadherin通路在缺氧条件下诱导EMT的分子机制,可能为PCO的预防和治疗提供新的分子靶点。

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

建立缺氧细胞模型

模拟缺氧环境,观察LEC的形态变化和EMT特征

使用150 μM CoCl2处理SRA01/04细胞12、24和48小时,观察细胞形态,并通过Western blot和免疫细胞化学检测EMT标志物Keratin和Fibronectin的表达。

2

检测缺氧通路蛋白表达

验证缺氧条件下HIF-1α、Notch1、Snail1和E-cadherin的表达变化

通过Western blot检测CoCl2处理48小时后SRA01/04细胞中HIF-1α、Notch1、Snail1和E-cadherin的蛋白表达水平。

3

过表达Notch1

验证Notch1对Snail1和E-cadherin表达的影响以及细胞功能的改变

使用p3×FLAG-CMV-7-NICD1质粒转染SRA01/04细胞,以空载体和未转染细胞作为对照,通过Western blot检测Notch1、Snail1和E-cadherin的表达,并通过Transwell侵袭和划痕愈合实验检测细胞侵袭和迁移能力。

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。

细胞培养和处理
验证分子表达变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI-1640培养基----
胎牛血清----
青霉素G----
链霉素----
Triton X-100----
牛血清白蛋白----
小鼠抗角蛋白抗体Thermo Fisher--
兔抗纤连蛋白抗体Thermo Fisher--
Alexa Fluor 488偶联的山羊抗小鼠二抗Thermo Fisher--
Alexa Fluor 594偶联的山羊抗兔二抗Thermo Fisher--
DAPIThermo Fisher--
尼康Eclipse 80i显微镜Nikon--
p3×FLAG-CMV-7-NICD1质粒Addgene--
p3×FLAG-CMV-7质粒Sigma--
Lipofectamine™ LTX试剂Invitrogen--
细胞裂解液Beyotime--
SDS-PAGE凝胶电泳----
Notch1抗体Cell Signaling Technology--
Snail抗体Cell Signaling Technology--
E-cadherin抗体Bioss--
角蛋白抗体Bioss--
纤连蛋白抗体Bioss--
GAPDH抗体Bioss--
辣根过氧化物酶偶联二抗Bioss--
增强化学发光ThermoSuperSignal
DNR生物成像系统DNR--
24孔Transwell小室(8 μm孔径)Corning--
Matrigel基质胶----
结晶紫----
6孔板----

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
SRA01/04细胞培养于含10%胎牛血清、10 U/l青霉素G和100 mg/l链霉素的RPMI-1640培养基;缺氧模拟使用150 μM CoCl2。
阅读提示:Methods 中的 Cell culture 部分
免疫细胞化学
细胞固定于4%多聚甲醛,0.5% Triton X-100透化,BSA封闭;一抗稀释度:Keratin 1:500、Fibronectin 1:500;二抗稀释度1:500;DAPI 5 μg/ml;使用Nikon Eclipse 80i显微镜(20倍)观察。
阅读提示:Methods 中的 Immunocytochemistry 部分
Western blot
一抗稀释度:Notch1 1:1000,Snail 1:1000,E-cadherin、Keratin、Fibronectin、GAPDH 1:500;二抗稀释度1:2000;使用增强化学发光检测。
阅读提示:Methods 中的 Western blot and antibodies 部分
质粒转染
转染p3×FLAG-CMV-7-NICD1质粒3 μg,使用Lipofectamine LTX试剂,转染24小时;对照为空载体p3×FLAG-CMV-7。
阅读提示:Methods 中的 Plasmid and transfection 部分
Transwell侵袭实验
使用8 μm孔径的24孔Transwell小室,上室铺基质胶50 μl,接种4×10^4细胞,下室含10% FBS,侵袭48小时。
阅读提示:Methods 中的 Transwell invasion assay 部分
划痕愈合实验
使用10 μl移液枪头划痕,24小时后测量划痕宽度。
阅读提示:Methods 中的 Wound healing assay 部分