金丝桃苷通过抑制ERK/CREB/miRNA-34a信号通路减轻高糖诱导的系膜细胞增殖

Hyperoside Alleviates High Glucose-Induced Proliferation of Mesangial Cells through the Inhibition of the ERK/CREB/miRNA-34a Signaling Pathway.

作者信息Le Zhang, Qian Dai, Lanlan Hu, Hua Yu, Jing Qiu, Jiyin Zhou, Min Long, Shiwen Zhou, Kebin Zhang
PMID32774360
发布时间2020-07-21
DOI10.1155/2020/1361924

实验完整度

包含细胞模型(SV40-MES13)功能验证(CCK-8、EdU)、机制验证(Western blot、qRT-PCR、ChIP、荧光素酶报告基因)及干预(U0126、shRNA、agomir/antagomir)等多层级证据。

主要模型

小鼠肾小球系膜细胞系(SV40-MES13) 人胚肾293T细胞(用于荧光素酶报告基因实验)

重点核对

高糖浓度:30 mM葡萄糖(低糖对照组为5.5 mM葡萄糖+24.5 mM甘露醇) 金丝桃苷处理浓度:50、100、200 μM,处理时间48小时 ERK抑制剂U0126浓度10 μM,处理时间48小时 细胞系:SV40-MES13(小鼠肾小球系膜细胞系) 关键结合位点:CREB结合位点TGAGGCCA、TGACCCCA、TGACCTAA(经荧光素酶报告基因验证)

摘要

目的:金丝桃苷是一种从常规药草中分离的黄酮类化合物,已被证明在糖尿病肾病中发挥显著的保护作用。本研究旨在确定金丝桃苷抑制高糖诱导的小鼠肾系膜细胞增殖的潜在机制。方法:使用小鼠肾小球系膜细胞系(SV40-MES13)研究金丝桃苷对30 mM葡萄糖(模拟糖尿病状态)诱导的细胞增殖的抑制作用。使用Cell Counting Kit-8和5-乙炔基-2'-脱氧尿苷掺入实验评估活细胞数量。通过定量RT-PCR和miRNA-34a agomir转染进一步研究涉及miRNA-34a的潜在机制。通过Western blotting测量细胞外信号调节激酶(ERK)和cAMP反应元件结合蛋白(CREB)的磷酸化水平。通过染色质免疫沉淀实验和荧光素酶报告基因实验分别研究miRNA-34a启动子中CREB的结合区域和关键结合位点。结果:我们发现金丝桃苷能够以剂量依赖性方式显著降低高糖诱导的SV40-MES13细胞增殖,且不引起明显的细胞死亡。此外,金丝桃苷抑制了ERK通路的激活及其下游转录因子CREB的磷酸化,以及miRNA-34a的表达。我们进一步证实,CREB介导的miRNA-34a调控依赖于其与miRNA-34a启动子区域特定位点的直接结合。结论:我们的累积结果表明,金丝桃苷通过抑制ERK/CREB/miRNA-34a信号通路抑制SV40-MES13细胞增殖,这为当前糖尿病肾病治疗策略的研究提供了新的见解。

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
金丝桃苷抑制高糖诱导的小鼠肾系膜细胞增殖的潜在分子机制是什么?
核心机制
金丝桃苷通过抑制ERK磷酸化,进而抑制下游转录因子CREB的磷酸化,减少CREB与miR-34a启动子的结合,从而下调miR-34a表达,最终抑制系膜细胞增殖。
主要证据
CCK-8和EdU实验显示金丝桃苷剂量依赖性抑制高糖诱导的SV40-MES13细胞增殖;qRT-PCR显示金丝桃苷下调miR-34a表达;Western blot显示抑制ERK和CREB磷酸化;ChIP实验显示CREB与miR-34a启动子结合减少;荧光素酶报告基因实验证实CREB结合位点(TGAGGCCA、TGACCCCA、TGACCTAA)为关键位点。
研究意义
研究阐明了DN的新发病机制,并为金丝桃苷的开发和应用提供了科学依据,有望为DN的药物开发提供新的见解。

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

细胞培养与高糖刺激

建立高糖诱导的系膜细胞增殖模型

将SV40-MES13细胞分为低糖组(5.5 mM D-葡萄糖+24.5 mM甘露醇)和高糖组(30 mM葡萄糖),培养于含5% FBS的DMEM/F12培养基中。

2

金丝桃苷处理及细胞增殖检测

评估金丝桃苷对高糖诱导的系膜细胞增殖的影响

用不同浓度(50、100、200 μM)金丝桃苷处理高糖条件下的SV40-MES13细胞,通过CCK-8和EdU掺入实验检测细胞增殖。

3

细胞凋亡分析

验证金丝桃苷抑制增殖是否伴随细胞死亡

用流式细胞术(PE-Annexin V/7AAD染色)检测不同浓度金丝桃苷处理48小时后的细胞凋亡。

4

miR-34a表达检测及功能验证

验证金丝桃苷对miR-34a表达的影响及其在抑制增殖中的作用

通过qRT-PCR检测高糖及金丝桃苷处理后miR-34a表达;通过转染agomir-34a或antagomir-34a调节miR-34a表达,观察对细胞增殖的影响。

5

ERK通路验证

验证金丝桃苷是否通过抑制ERK通路发挥作用

通过Western blot检测ERK磷酸化水平;使用ERK抑制剂U0126处理,检测ERK磷酸化、细胞增殖和miR-34a表达。

6

CREB通路验证

验证CREB是否为ERK下游并调控miR-34a

通过Western blot检测CREB磷酸化;转染CREB-shRNA或CREB过表达质粒,检测miR-34a表达及ERK磷酸化;转染agomir/antagomir-34a,检测ERK和CREB磷酸化。

7

CREB结合miR-34a启动子的验证

验证CREB直接结合miR-34a启动子并确定关键结合位点

通过ChIP实验检测CREB与miR-34a启动子的结合;通过生物信息学预测结合位点;构建野生型及突变型启动子荧光素酶报告基因载体,与CREB表达质粒共转染293T细胞,检测荧光素酶活性。

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/F12培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
CCK-8试剂盒Dojindo--
Cell-Light™ EdU体外成像试剂盒RiboBio--
PE-Annexin V/7AAD凋亡检测试剂盒BD Biosciences--
TRIzol试剂Invitrogen--
PrimeScript RT试剂盒TaKaRa--
SYBR Premix Ex Taq试剂盒Takara--
RIPA裂解液Beyotime--
抗磷酸化CREB、CREB、磷酸化ERK、ERK一抗CST1:1000
抗β-actin抗体Bioss--
增强化学发光试剂盒Thermo Scientific--
ChIP试剂盒Thermo Fisher Scientific--
抗CREB抗体CST--
正常IgG抗体CST--
蛋白G琼脂糖珠----
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
antagomir-34a、agomir-34a、antagomir-NC、agomir-NCGenePharma--
CREB短发夹RNAOligobio--
pcDNA3.1-HA载体Youbio--
D-葡萄糖----
甘露醇----
金丝桃苷----
U0126----

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
细胞培养与高糖刺激
细胞系(SV40-MES13)、低糖对照(5.5 mM葡萄糖+24.5 mM甘露醇)、高糖浓度(30 mM)、培养基(DMEM/F12含5% FBS)、培养条件(37°C,5% CO2)
阅读提示:参见Methods 2.1
金丝桃苷处理
金丝桃苷浓度(50、100、200 μM)、处理时间(48小时)
阅读提示:参见Results 3.1及图注Fig. 1
细胞增殖检测
CCK-8检测步骤(10 μl CCK-8溶液,孵育2小时,450 nm读取)、EdU浓度(10 μM)、孵育时间(2小时)
阅读提示:参见Methods 2.3、2.4
细胞凋亡检测
处理时间(48小时)、染色(PE-Annexin V/7AAD)、流式细胞仪
阅读提示:参见Methods 2.5
miR-34a表达检测
qRT-PCR(内参U6,2^-ΔΔCt法)、引物来源(RiboBio)
阅读提示:参见Methods 2.6及图注Fig. 1(c)
细胞转染
转染试剂(Lipofectamine 2000)、agomir/antagomir浓度(文中未明确说明)、转染时间(文中未明确说明)
阅读提示:参见Methods 2.2
Western blot
抗体(p-CREB, CREB, p-ERK, ERK, β-actin)及稀释比例(1:1000)、蛋白上样量(文中未明确说明)
阅读提示:参见Methods 2.7
ChIP实验
ChIP试剂盒品牌(Thermo Fisher)、抗体(抗CREB)、PCR循环数(35)、引物序列
阅读提示:参见Methods 2.8
荧光素酶报告基因实验
报告基因载体(pGL3-basic)、突变构建(Mut1、Mut2、Mut3)、细胞(293T)、共转染质粒(pcDNA3.1-HA-CREB或空载体)
阅读提示:参见Methods 2.9