吲哚胺2,3-双加氧酶的过表达通过影响MAPK/ERK信号通路促进地塞米松抑制的人气道上皮细胞修复

Overexpression of indoleamine 2, 3-dioxygenase contributes to the repair of human airway epithelial cells inhibited by dexamethasone via affecting the MAPK/ERK signaling pathway.

作者信息Shanshan Jia, Pin Guo, Xiangjin Ge, Huanhuan Wu, Junhua Lu, Xiaofang Fan
PMID29896251
发布时间2018-07
DOI10.3892/etm.2018.6163

实验完整度

包含细胞活力、增殖、迁移检测及通路蛋白表达分析,但仅有体外细胞模型,缺乏动物或患者样本验证。

主要模型

16HBE人支气管上皮细胞系 IDO基因重组腺病毒转染的16HBE细胞

重点核对

16HBE细胞培养条件:DMEM+10%FBS,37°C,5%CO2 IDO腺病毒转染:CMV-IDO1-EGFP,15μl/孔,转染后8h换液,30h收获 DEX处理浓度:10μM 划痕实验细胞培养15天达100%融合 ERK抑制剂PD98059和HMGB1抑制剂R,S-Sulforaphane的使用

摘要

吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)催化色氨酸的降解,通过调节几种代谢物的产生在免疫抑制中起关键作用。本研究旨在探讨IDO在地塞米松(DEX)抑制的人气道上皮修复中的作用和机制。分别使用细胞计数试剂盒-8(CCK-8)、5(6)-羧基荧光素二乙酸琥珀酰亚胺酯(CFSE)标记和划痕愈合实验评估细胞活力、增殖和迁移。通过逆转录-定量聚合酶链反应(RT-qPCR)、蛋白质印迹分析和ELISA分别评估IDO、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)/细胞外调节激酶(ERK)通路相关因子和表皮生长因子(EGF)的表达水平。结果显示,IDO的过表达增强了16HBE细胞的活力,并促进了被DEX抑制修复的16HBE细胞的增殖和迁移。此外,表明IDO的过表达影响了MAPK/ERK通路。总之,IDO的过表达通过影响MAPK/ERK通路促进了被DEX抑制的人气道上皮修复。本研究表明IDO可能是一种潜在的基因治疗剂,并支持IDO在哮喘中的应用。

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
IDO在地塞米松抑制的人气道上皮细胞修复中的作用及其机制。
核心机制
IDO过表达通过上调MAPK/ERK通路中Raf-1、Mek1/2和Erk1/2的磷酸化,以及上调Ki67和HMGB1表达,促进细胞增殖和迁移。
主要证据
体外16HBE细胞实验:CCK-8、CFSE、划痕实验显示IDO增强细胞活力、增殖和迁移;Western blot显示IDO上调p-Raf-1、p-Mek1/2、p-Erk1/2水平;抑制剂实验验证ERK和HMGB1的作用。
研究意义
IDO可能作为潜在的基因治疗剂,支持其在哮喘治疗中的应用。

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

IDO过表达验证

验证IDO基因转染后IDO mRNA和蛋白的表达水平是否升高。

用IDO基因重组腺病毒转染16HBE细胞,通过RT-qPCR和Western blot检测IDO表达。

2

细胞活力检测

评估IDO过表达对DEX抑制的16HBE细胞活力的影响。

用CCK-8检测细胞活力,处理组包括control、NC、DEX、NC+DEX和IDO+DEX。

3

细胞增殖检测

评估IDO过表达对DEX抑制的16HBE细胞增殖的影响。

使用CFSE标记和流式细胞术检测细胞增殖。

4

细胞迁移检测

评估IDO过表达对DEX抑制的16HBE细胞迁移的影响。

采用划痕实验评估细胞迁移能力。

5

MAPK/ERK通路蛋白检测

探讨IDO过表达对MAPK/ERK通路的影响。

通过Western blot检测p-Raf-1、Raf-1、p-Mek1/2、Mek1/2、p-Erk1/2和Erk1/2的表达。

6

抑制剂验证实验

验证ERK和HMGB1在IDO调控细胞增殖和迁移中的作用。

使用ERK抑制剂PD98059和HMGB1抑制剂R,S-Sulforaphane预处理细胞,然后检测增殖和迁移。

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
杜氏改良Eagle培养基Gibco; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
胎牛血清Gibco; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
16HBE细胞系AATCC--
CMV-IDO1-EGFP腺病毒FUBIO--
空载体腺病毒FUBIO--
抗IDO抗体Abcamab55305
抗磷酸化Raf-1抗体Abcamab208449
抗Raf-1抗体Abcamab50858
抗磷酸化Mek1/2抗体Abcamab194754
抗Mek1/2抗体Abcamab215263
抗磷酸化Erk1/2抗体Abcamab201015
抗Erk1/2抗体Abcamab17942
抗GAPDH抗体Abcamab8245
辣根过氧化物酶偶联二抗BIOSSbs-0293M
增强化学发光试剂EMD Millipore--
TRIzol试剂Tiangen Biotech Co., Ltd.DP405-02
第一链cDNA合成试剂盒Sigma-Aldrich; Merck KGaA--
SYBR Green预混试剂Takara Bio, Inc.--
ABI 7500热循环仪Applied Biosystems; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
引物Shanghai Sangong Pharmaceutical Co., Ltd.--
细胞计数试剂盒-8Beyotime Institute of Biotechnology--
CFSE染料Thermo Fisher Scientific, Inc.--
地塞米松Sigma-Aldrich; Merck KGaAD1756
PD98059YuduoBioML4829
R,S-萝卜硫素HengfeiBioS6317

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
16HBE细胞培养基为DMEM+10%FBS,培养条件37°C、5%CO2
阅读提示:Materials and methods, Cell culture
IDO基因转染
使用CMV-IDO1-EGFP腺病毒,转染剂量15μl/孔,转染后8h换液,30h收获
阅读提示:Materials and methods, IDO gene recombinant adenovirus transfection
细胞活力检测
CCK-8实验,细胞密度6×10^4 cells/ml,DEX浓度10μM,处理时间12、24、48h
阅读提示:Materials and methods, Cell viability analysis; Figure 1C legend
细胞增殖检测
CFSE标记浓度5μM,处理组包括control、NC、DEX、NC+DEX、IDO+DEX
阅读提示:Materials and methods, CFSE labeling; Figure 2 legend
细胞迁移检测
划痕实验需培养至100%融合,划痕后0h和24h拍照,无血清培养基含1% B27、2mmol/l谷氨酰胺、10μl/ml青霉素-链霉素
阅读提示:Materials and methods, Wound-healing assay; Figure 3 legend
Western blot
蛋白上样量50μg,抗体稀释度:anti-IDO 1:500, anti-p-Raf-1 1:500, anti-Raf-1 1:1000等
阅读提示:Materials and methods, Western blot analysis
RT-qPCR
细胞密度5×10^5/孔,TRIzol提取RNA,PCR循环条件:94°C 10min,95°C 5s,65°C 30s(35循环)等
阅读提示:Materials and methods, RT-qPCR analysis
抑制剂实验
ERK抑制剂PD98059和HMGB1抑制剂R,S-Sulforaphane的使用
阅读提示:Materials and methods, Reagents; Results, Figure 6 legend