ING4通过与SIRT1直接相互作用调控NF-κB通路,减轻脂多糖诱导的炎症

ING4 alleviated lipopolysaccharide-induced inflammation by regulating the NF-κB pathway via a direct interaction with SIRT1.

作者信息Yunshu Yang, Yang Liu, Xiang He, Fangfang Yang, Shichao Han, Anhui Qin, Gaofeng Wu, Mengdong Liu, Zhenzhen Li, Jing Wang, Xuekang Yang, Dahai Hu
PMID31811786
发布时间2020-02
DOI10.1111/imcb.12308

实验完整度

高

包含体外细胞模型(RAW 264.7和原代巨噬细胞)、体内小鼠脓毒症模型(LPS注射)、过表达/敲低功能验证、免疫共沉淀机制验证及组织病理学分析。

主要模型

RAW 264.7巨噬细胞 小鼠原代腹腔巨噬细胞 LPS诱导的BALB/C小鼠脓毒症模型

重点核对

LPS刺激浓度1 μg mL⁻¹及处理时间(0.5-24小时) pcDNA3.1-ING4过表达和pLVX-shING4敲低的转染效率及时间(48小时) 小鼠经尾静脉注射60 μg质粒,3天后腹腔注射5或15 mg/kg LPS 免疫共沉淀验证ING4与SIRT1的相互作用 NF-κB P65核转位和Lys310乙酰化检测

摘要

脓毒症是一种复杂的炎症性疾病,其高死亡率与过度炎症反应相关。生长抑制因子4(ING4)是组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶复合物的辅因子,可负向调控炎症。然而,ING4调控的确切分子信号通路仍不确定。作为关键的组蛋白去乙酰化酶,Sirtuin1(SIRT1)被广泛认为是抗炎分子,但尚未发现其与ING4相关。本研究通过构建脂多糖(LPS)诱导的巨噬细胞和小鼠脓毒症模型,探讨ING4如何参与炎症调控。结果显示,在LPS刺激的培养原代巨噬细胞和RAW 264.7细胞中,ING4表达下降,而促炎细胞因子水平升高。ING4转染在体内外均可减轻LPS诱导的促炎细胞因子表达上调。此外,过表达ING4的小鼠对LPS攻击低敏感,并表现出减轻的器官损伤。此外,免疫沉淀表明ING4与SIRT1蛋白存在直接相互作用。而且,ING4可阻断NF-κB P65核转位,并限制LPS处理诱导的P65在赖氨酸310位点的乙酰化。这些结果首次阐明ING4的抗炎作用与SIRT1相关,通过SIRT1抑制NF-κB信号激活。我们的研究为LPS诱导的脓毒症提供了涉及ING4/SIRT1/NF-κB的新信号轴。

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
ING4在LPS诱导的炎症中如何发挥抗炎作用,其是否通过SIRT1调控NF-κB通路?
核心机制
ING4与SIRT1直接相互作用,增强SIRT1活性,抑制NF-κB P65的核转位和Lys310乙酰化,从而抑制NF-κB信号通路。
主要证据
通过免疫共沉淀证实ING4与SIRT1的相互作用;ING4过表达降低LPS诱导的P65核转位和乙酰化;体内实验显示ING4过表达小鼠对LPS低敏感且器官损伤减轻。
研究意义
研究揭示ING4/SIRT1/NF-κB轴在LPS诱导脓毒症中的作用,ING4可能成为治疗脓毒症的潜在靶点。

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

建立LPS诱导的巨噬细胞炎症模型

验证LPS刺激下巨噬细胞炎症反应及ING4表达变化

用1 μg/mL LPS处理RAW 264.7细胞和小鼠原代腹腔巨噬细胞,在不同时间点检测促炎细胞因子和ING4表达。

2

ING4过表达和敲低的功能验证

确认ING4对LPS诱导的促炎细胞因子表达的调控作用

转染pcDNA3.1-ING4过表达或pLVX-shING4敲低后,检测促炎细胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α和MCP-1的mRNA水平。

3

小鼠体内过表达ING4的脓毒症模型

评估ING4过表达对LPS诱导的脓毒症小鼠存活率和器官损伤的影响

BALB/C小鼠经尾静脉注射pcDNA3.1-ING4或对照质粒,3天后腹腔注射LPS,监测72小时存活率,检测血清细胞因子和组织病理。

4

验证ING4与SIRT1的相互作用

明确ING4是否与SIRT1蛋白直接结合

通过免疫共沉淀和免疫荧光分析检测RAW 264.7细胞中内源性ING4与SIRT1的相互作用及共定位。

5

分析ING4对NF-κB P65核转位和乙酰化的影响

探究ING4是否通过影响P65核转位和乙酰化来调控NF-κB通路

ING4过表达或敲低的RAW 264.7细胞经LPS刺激,分离胞浆和核蛋白,检测P65和乙酰化P65(Lys310)水平。

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----
胎牛血清Excell BioFSP500
RPMI 1640培养基----
脂多糖Sigma AldrichL2880
pcDNA3.1-ING4质粒----
pLVX-shING4敲低质粒----
pcDNA3.1-EGFP-C2质粒(阴性对照)----
Micropoly转染组织试剂MicropolyMT215
X-tremeGENE HP DNA转染试剂Roche0636623600
细胞计数试剂盒-8Dalian Meilun BiotechnologyMA0218
TUNEL凋亡检测试剂盒BosterbioMK1023
DAPI Fluoromount-G封片剂Southern Biotech0100-20
FSX100显微镜Olympus--
Hoechst 33342染色液SolarbioC0030
TRIzol试剂Takara9109
PrimeScript RT试剂盒TakaraRR036A-1
CFX Connect实时定量PCR仪BIO-RAD--
UltraSYBR混合物CWBIOCW0957M
IP裂解缓冲液BeyotimeP0013
Protein A/G磁珠Thermo Scientific88802
2×上样缓冲液BeyotimeP0015L
聚偏二氟乙烯膜MilliporeIPVH00010
化学发光底物MilliporeWBKLS0500
抗SIRT1抗体Abcamab96723
抗ING4抗体Proteintech10617-1-AP
抗P65抗体CST8242
抗乙酰化P65(Lys310)抗体CST12629
抗H2A抗体Proteintech17030-1-AP
抗α-微管蛋白抗体Proteintech11224-1-AP
抗GAPDH抗体Biossbs-2188R
核质蛋白提取试剂盒KeygenbioKGP150/KGP1100
DyLight 488标记的山羊抗兔IgGAbbkineA23220
IFKine红色标记的驴抗小鼠IgGAbbkineA24411
IL-1β ELISA试剂盒BosterbioEK0394
IL-6 ELISA试剂盒BosterbioEK0411
TNF-α ELISA试剂盒BosterbioEK0527

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
细胞培养与LPS刺激
RAW 264.7细胞培养条件、原代巨噬细胞分离方法、LPS浓度1 μg/mL及处理时间点(0.5-24小时)
阅读提示:Methods 部分 Cell line and primary cell culture
质粒转染
转染质粒用量2 μg、转染试剂X-tremeGENE HP、转染时间48小时
阅读提示:Methods 部分 Transient transfection
小鼠脓毒症模型
小鼠品系BALB/C、质粒剂量60 μg尾静脉注射、LPS剂量5或15 mg/kg腹腔注射、观察时间72小时
阅读提示:Methods 部分 Mice experiments
免疫共沉淀
抗体类型(anti-ING4、anti-SIRT1)、孵育时间、磁珠类型
阅读提示:Methods 部分 Immunoprecipitation and western blotting
P65核转位和乙酰化检测
LPS刺激时间点(0、0.5、1、2小时)、核质分离试剂盒、抗体anti-P65和anti-aceP65
阅读提示:Methods 部分 Nuclear and cytoplasmic protein extraction 和 Figure 5 图注