鞘磷脂合酶2通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进H2O2诱导的内皮功能障碍

Sphingomyelin synthase 2 promotes H2O2-induced endothelial dysfunction by activating the Wnt/β-catenin signaling pathway.

作者信息Panpan Zhang, Lingyue Hua, Huan Hou, Xingyue Du, Zhiqiang He, Menghan Liu, Xiaojuan Hu, Nianlong Yan
PMID30272329
发布时间2018-12
DOI10.3892/ijmm.2018.3888

实验完整度

包含细胞模型(HUVECs)的体外实验,包括SMS2过表达、SMS活性抑制、Wnt通路激活剂干预,以及功能(凋亡、粘附)、机制(β-catenin)和生化指标检测,证据层级清晰。

主要模型

人脐静脉内皮细胞(HUVECs) THP-1单核细胞 SMS2过表达HUVECs模型

重点核对

H2O2处理浓度(500 µmol/l)和处理时间(24 h) SMS2过表达质粒(pcDNA3.1(+),4 µg)转染 Dy105抑制浓度(20 µmol/l)和LiCl浓度(40 µmol/l) 细胞分组(Control、SMS2、CH、SH、DH、LH、DLH) 检测指标(LDH、MDA、SOD、凋亡率、粘附率、β-catenin表达)

摘要

动脉粥样硬化(AS)是多种心脑血管疾病的主要原因,具有高发病率和死亡率。氧化应激诱导的内皮细胞(ECs)功能障碍是AS的病理基础。此外,鞘磷脂(SM)和Wnt/β-catenin信号通路被认为与AS密切相关;然而,具体机制尚不清楚。因此,本研究探讨SM是否可能通过Wnt/β-catenin信号通路诱导ECs功能障碍。首先,构建了鞘磷脂合酶2(SMS2)过表达细胞模型。发现当ECs用H2O2处理时,SMS2的表达增加。此外,这些结果表明,SMS2过表达促进了H2O2诱导的ECs的凋亡和巨噬细胞粘附,从而增加β-catenin的表达。进一步,用Dy105抑制SMS活性,同时联合LiCl或H2O2处理。这进一步证实,Dy105显著抑制SMS活性,降低ECs功能障碍水平和β-catenin含量;然而,LiCl在激活Wnt/β-catenin信号通路促进ECs功能障碍方面起关键作用。总之,这些结果表明,SMS2过表达可能通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进ECs功能障碍,而Dy105可能抑制氧化应激诱导的功能障碍的进展。

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
SMS2是否通过Wnt/β-catenin信号通路介导H2O2诱导的内皮功能障碍?
核心机制
SMS2过表达通过减少β-catenin磷酸化,导致β-catenin积累,激活Wnt/β-catenin信号通路,从而促进内皮功能障碍。
主要证据
HUVECs中SMS2过表达或H2O2处理增加β-catenin表达并降低磷酸化水平;Dy105抑制SMS活性降低β-catenin表达和功能损伤,而LiCl逆转。
研究意义
首次提示SMS2通过Wnt/β-catenin通路促进内皮功能障碍和单核细胞粘附,可能参与AS发生发展;Dy105可能抑制氧化应激诱导的功能障碍,为AS治疗提供潜在靶点。

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

构建H2O2诱导的内皮功能障碍模型

模拟氧化应激,建立HUVECs功能障碍模型,检测SMS2表达变化。

用不同浓度(0、200、400、600、800、1000 µmol/l)H2O2处理HUVECs 24小时,通过MTT、LDH、Western blot和RT-qPCR评估细胞活力及SMS2表达。

2

SMS2过表达对细胞功能的影响

验证SMS2过表达是否加剧H2O2诱导的内皮功能障碍。

将SMS2过表达质粒或空载体转染HUVECs,后用H2O2(500 µmol/l)处理24小时,检测凋亡(流式)、LDH、MDA、SOD和THP-1细胞粘附。

3

检测Wnt/β-catenin通路活化

探究SMS2过表达对β-catenin表达和磷酸化的影响。

通过Western blot检测β-catenin和磷酸化β-catenin蛋白水平,并计算磷酸化/总β-catenin比率。

4

抑制SMS活性并激活Wnt通路验证机制

验证SMS活性抑制可减弱内皮功能障碍,且Wnt通路激活可逆转。

用Dy105(20 µmol/l)抑制SMS,并用LiCl(40 µmol/l)激活Wnt通路,进行分组处理(Control、CH、DH、LH、DLH),检测LDH、MDA、SOD、β-catenin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
DMEM培养基Beijing Solarbio Bioscience & Technology Co., Ltd.12100-500
RPMI-1640培养基Beijing Solarbio Bioscience & Technology Co., Ltd.31800
胎牛血清Biological Industries Israel Beit Haemek--
MTT试剂Beijing Solarbio Bioscience & Technology Co., Ltd.M8180
二甲基亚砜Beijing Solarbio Bioscience & Technology Co., Ltd.D8370
Entranster™-D-4000转染试剂Engreen Biosystem Ltd.--
LDH检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA020-1
MDA检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA003-1
SOD检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA001-1-1
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Beijing Zoman Biotechnology Co., Ltd.17210J
TRIzol试剂Ambion; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Thermo Fisher Scientific, Inc.K1622
SYBR Green荧光染料Takara Biotechnology Co., Ltd.PR820A
RIPA裂解液Beijing Solarbio Bioscience & Technology Co., Ltd.ROO20
BCA蛋白定量试剂盒Beijing Kangwei Century Biotechnology Co., Ltd.CW0014
PVDF膜EMD Millipore--
SMS2抗体Abgent Biotech (Suzhou) Co., Ltd.AP9740b
Bcl-2抗体BIOSSBS-0032R
Bax抗体ProteinTech Group, Inc.60267-1-Ig
ICAM-1抗体BIOSSBS-0608R
VCAM-1抗体BIOSSBS-0920R
MCP-1抗体BIOSSBS-1101R
β-catenin抗体ProteinTech Group, Inc.66379-1-Ig
磷酸化β-catenin抗体Affinity BiosciencesDF2989
GAPDH抗体ProteinTech Group, Inc.HRP-60004
辣根过氧化物酶标记的抗兔二抗Boster Biological Technology, Inc.BA1054
辣根过氧化物酶标记的抗鼠二抗ProteinTech Group, Inc.SA0000I-I
增强化学发光试剂Beijing Kangwei Century Biotech Co., Ltd.CW0049M
Dy105----
NBD-神经酰胺Cayman chemical company62527
氯仿----
甲醇----
氯化锂Shanghai Qingfang Chemical Technology Co., Ltd.--
青霉素和链霉素----

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
H2O2诱导模型
H2O2浓度和处理时间;细胞种板密度
阅读提示:见材料与方法中的细胞活力测定及图1图注
转染与分组
质粒DNA量、转染试剂用量、转染时间;H2O2处理浓度和时间
阅读提示:见材料与方法中的转染和分组
SMS活性抑制与Wnt激活
Dy105浓度、LiCl浓度、处理时间;细胞分组
阅读提示:见材料与方法中的SMS抑制剂和LiCl处理
分子表达检测
抗体稀释比、蛋白上样量、内参选择
阅读提示:见材料与方法中的Western blot分析