Dmrt1通过抑制TLR4信号通路调控山羊雄性生殖干细胞的免疫应答

Dmrt1 regulates the immune response by repressing the TLR4 signaling pathway in goat male germline stem cells.

作者信息Yu-Dong Wei, Xiao-Min Du, Dong-Hui Yang, Fang-Lin Ma, Xiu-Wei Yu, Meng-Fei Zhang, Na Li, Sha Peng, Ming-Zhi Liao, Guang-Peng Li, Chun-Ling Bai, Wei-Shuai Liu, Jin-Lian Hua
PMID33420764
期刊Zool Res
发布时间2021-01-18
DOI10.24272/j.issn.2095-8137.2020.186

实验完整度

包含体外细胞实验(mGSCs、MSCs)、体内小鼠模型(lentivirus injection)、转录组测序、双荧光素酶报告基因、Co-IP及多种功能验证,证据层级丰富。

主要模型

山羊原代雄性生殖干细胞(mGSCs) 小鼠体内生精小管注射模型 山羊脂肪间充质干细胞(MSCs)

重点核对

LPS浓度:0、0.5、1 μg/mL Dmrt1敲低慢病毒(pSIH-shDmrt1)注射小鼠睾丸 TAK-242(TLR4拮抗剂)浓度:100 nmol/L 细胞培养条件:DMEM/F12含10% FBS等 统计方法:Student's t-test,P<0.05

摘要

Double sex和mab-3相关转录因子1(Dmrt1)在山羊雄性生殖干细胞(mGSCs)和支持细胞中表达,是参与性别决定的最保守的转录因子之一。在本研究中,我们强调了Dmrt1在平衡山羊mGSCs先天免疫应答中的作用。Dmrt1招募早幼粒细胞白血病锌指蛋白(Plzf),也称为锌指和BTB结构域包含蛋白16(Zbtb16),以抑制Toll样受体4(TLR4)依赖性炎症信号通路和核因子(NF)-κB。在生精小管中敲低Dmrt1导致生殖细胞和体细胞广泛变性,而促炎因子的表达显著增强。我们还证明Dmrt1刺激mGSCs增殖,但抑制由免疫应答引起的凋亡。因此,Dmrt1足以减少睾丸炎症,从而建立精子发生和睾丸微环境的稳定性。

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
Dmrt1在山羊雄性生殖干细胞中如何调控先天免疫应答?
核心机制
Dmrt1招募Plzf抑制TLR4和NF-κB的转录活性,从而抑制炎症信号通路。
主要证据
通过小鼠体内敲低Dmrt1模型观察到炎症和生殖细胞退化;体外LPS诱导证明Dmrt1过表达降低TLR4/NF-κB表达;双荧光素酶和Co-IP验证Dmrt1与Plzf相互作用并抑制TLR4/NF-κB启动子活性。
研究意义
揭示Dmrt1在控制生殖免疫疾病和维持睾丸微环境稳定性中的新作用。

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

建立Dmrt1敲低小鼠模型

观察Dmrt1缺失对睾丸生精和炎症的影响

通过向小鼠睾丸生精小管注射pSIH-shDmrt1慢病毒敲低Dmrt1,3周后取睾丸进行组织学分析。

2

鉴定炎症和细胞损伤

检测Dmrt1敲低引起的炎症反应和细胞凋亡

通过免疫组化、ELISA、qRT-PCR和Western blot检测炎症因子(IL-6、TNFα等)和凋亡/增殖标志物(caspase-3、PCNA)。

3

转录组测序分析

检测Dmrt1敲低后差异表达基因和通路

对pSIH-H1和pSIH-shDmrt1处理的睾丸进行RNA-seq,分析DEGs并进行GO和KEGG富集。

4

体外验证TLR4介导的炎症

确认Dmrt1敲低通过TLR4引发炎症

分离山羊原代mGSCs,用LPS处理,检测TLR4、NF-κB及炎症因子表达。

5

验证Dmrt1抑制TLR4/NF-κB机制

证明Dmrt1通过招募Plzf抑制TLR4和NF-κB转录活性

通过双荧光素酶报告基因检测Dmrt1和Plzf对TLR4、NF-κB启动子的影响,并通过Co-IP验证蛋白相互作用。

6

评估Dmrt1对细胞增殖和凋亡的影响

验证Dmrt1在炎症条件下促进mGSC增殖、抑制凋亡

用LPS处理mGSCs,通过生长曲线、流式细胞术检测细胞周期和凋亡,Western blot检测cyclin-D1、PCNA、caspase-3。

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Invitrogen--
胎牛血清HyClone--
碱性成纤维细胞生长因子Millipore--
表皮生长因子Millipore--
胶质细胞源性神经营养因子Millipore--
脂多糖----
TAK-242MCE--
TurboFect转染试剂Thermo Fisher Scientific--
Opti-MEM培养基Invitrogen--
聚凝胺Sigma-Aldrich--
抗Dmrt1抗体Santa Cruz Biotechnology--
抗TLR4抗体Santa Cruz Biotechnology--
抗NF-κB抗体Santa Cruz Biotechnology--
抗TNFα抗体Proteintech Group--
抗IL-6抗体Proteintech Group--
抗PCNA抗体Boster--
抗Plzf抗体Sino Biological--
抗caspase-3抗体Biosynthesis Biotechnology--
抗GAPDH抗体Tianjin Sungene Biotech--
蛋白A/G琼脂糖珠Sigma-Aldrich--
pGL3-Basic载体Promega--
双荧光素酶报告系统Beyotime Biotechnology--
ELISA试剂盒Boster--
TUNEL检测试剂盒Vazyme Biotech--
膜联蛋白V-FITC----
碘化丙啶----
RNA提取试剂盒TaKaRa--
NEB Next Ultra RNA文库制备试剂盒New England BioLabs--
Illumina HiSeq PE150测序平台Illumina--
EVOS FL荧光显微镜AMG--

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
动物模型构建
小鼠品系、年龄、注射慢病毒类型、注射途径、观察时间
阅读提示:Materials and Methods: Lentivirus injection
细胞培养与处理
mGSC分离方法、培养基成分、LPS浓度和处理时间
阅读提示:Materials and Methods: Animals and cell culture
分子机制验证
双荧光素酶报告基因所用质粒、Co-IP抗体、转染条件
阅读提示:Materials and Methods: Luciferase reporter assay, Co-IP
功能测定
细胞周期和凋亡检测方法、试剂、流式分析
阅读提示:Materials and Methods: Flow cytometry