LR-TIMAP/PP1c复合物在无复流发生发展中的作用

The role of LR-TIMAP/PP1c complex in the occurrence and development of no-reflow.

作者信息Xiaoyu Quan, Xiucheng Liu, Xichun Qin, Yuzhuo Wang, Teng Sun, Zhimin Li, Lidong Zhu, Jiali Chen, Yeqing Zhou, Sandeep Singh, Hongyan Dong, Zhongming Zhang, Hao Zhang
PMID33639401
发布时间2021-03
DOI10.1016/j.ebiom.2021.103251

实验完整度

研究包含体内大鼠AMI/R模型(PET、Dextran灌注)、体外HCMECs细胞实验(OGD、LC-MS/MS、Western blot、Co-IP)及功能验证(VE-cad突变体、LR突变体),证据层级包括动物、细胞及分子机制验证。

主要模型

人心脏微血管内皮细胞(HCMECs) SD大鼠心肌缺血/再灌注(AMI/R)模型

重点核对

动物模型:成年雄性SD大鼠,8-10周龄,AMI/R模型,LAD结扎4小时并松解 基因递送:LR-AAV或LR-siRNA-AAV(2×10^12 TU)心肌内注射,3周后建立AMI模型 OGD处理:HCMECs在无糖无血清培养基、1% O2条件下处理4小时 LR磷酸化位点:LC-MS/MS鉴定Ser43、Tyr47、Ser75-78-79、Thr125;Western blot验证pY47-LR和pT125-LR水平 功能验证:使用VE-cad突变体(S665D/S665V)和LR突变体(LRY47A/LRT125A等)评估信号通路

摘要

背景:无复流的存在可增加主要不良心脏事件的风险,被广泛认为是严重预后的重要标志。既往研究表明,层粘连蛋白受体(LR)与微血管的形态和功能密切相关。然而,LR是否参与无复流的发生和发展仍不清楚。方法:在体内,采用正电子发射断层扫描(PET)灌注成像检测心肌内基因(LR-AAV和LR-siRNA-AAV)递送治疗对无复流程度的影响。在体外,采用LC-MS/MS分析鉴定经氧糖剥夺(OGD)处理4小时的人心脏微血管内皮细胞(HCMECs)的LR磷酸化位点。采用Western blot分析评估LR在Tyr47(磷酸化-Tyr47-LR/pY47-LR)和Thr125(磷酸化-Thr125-LR/pT125-LR)残基的磷酸化水平及其对VE-钙黏蛋白Ser665(磷酸化-Ser665-VE-cad)磷酸化的影响。结果:LR过表达、LRT125A(磷酸化缺失)和LRY47A(磷酸化缺失)处理可降低磷酸化-Ser665-VE-cad的水平,进而在缺氧环境中维持黏附连接和内皮屏障完整性。机制上,TIMAP/PP1c可与细胞膜上的LR结合,形成一个新的LR-TIMAP/PP1c复合物。pY47-LR的水平决定了LR-TIMAP/PP1c复合物的稳定性。TIMAP/PP1c与LR的结合激活了PP1c的蛋白磷酸酶活性,并调节pT125-LR的水平。结论:本研究表明,低水平的磷酸化LR通过稳定LR-TIMAP/PP1c复合物和促进黏附连接的稳定性来减少无复流面积,可能有助于确定治疗无复流的新靶点。

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
LR是否以及如何参与无复流的发生和发展?
核心机制
低水平磷酸化LR(pY47-LR和pT125-LR)通过稳定LR-TIMAP/PP1c复合物,促进PP1c对pT125-LR的去磷酸化,进而下调磷酸化-Ser665-VE-cad水平,维持黏附连接和内皮屏障完整性,从而减少无复流面积。
主要证据
体内PET和Dextran灌注实验显示LR过表达降低无复流面积;体外HCMECs中LR过表达或LRY47A/LRT125A突变降低pS665-VE-cad并保护屏障;Co-IP和免疫荧光证实LR-TIMAP/PP1c复合物形成及其稳定性受pY47-LR调控。
研究意义
研究表明LR或低磷酸化LR通过稳定LR-TIMAP/PP1c复合物和内皮屏障,可能为无复流治疗提供新的治疗靶点。

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

验证LR在体内对无复流的影响

评估LR表达水平对心肌缺血/再灌注后无复流程度的影响

在大鼠AMI/R模型中,通过心肌内注射LR-AAV或LR-siRNA-AAV进行基因递送,3周后建立AMI模型,再灌注后采用PET灌注成像评估缺血心肌体积和SUV。

2

检测内皮屏障完整性和黏附连接稳定性

评估LR对缺血诱导的内皮屏障破坏和VE-钙黏蛋白分布的影响

通过Dextran灌注实验检测心脏微血管通透性,免疫荧光观察VE-cadherin分布,Western blot检测pS665-VE-cad和膜/内化VE-cad水平;体外使用HCMECs在OGD条件下进行类似检测。

3

鉴定LR磷酸化位点并分析其对pS665-VE-cad的调控

确定OGD下LR的磷酸化位点及其在信号通路中的作用和上下游关系

通过LC-MS/MS鉴定磷酸化位点,Western blot验证各磷酸化位点水平;使用LR磷酸化突变体(模拟和缺失)处理HCMECs,检测pS665-VE-cad水平,并分析pY47-LR与pT125-LR的上下游关系。

4

验证PP1c和TIMAP在调控pT125-LR中的作用

确定pY47-LR调控pT125-LR是否依赖于PP1c和TIMAP及其膜转位

通过Western blot和免疫荧光检测PP1c和TIMAP在细胞膜的表达变化,使用PP1c抑制剂Microcystin-LR或siPP1c/siTIMAP处理,检测pT125-LR水平变化。

5

验证LR-TIMAP/PP1c复合物的形成及其稳定性

验证LR、TIMAP和PP1c之间的相互作用,并确定其受pY47-LR调控

通过免疫共沉淀(Co-IP)用抗LR抗体沉降复合物,Western blot检测结合的TIMAP和PP1c;通过共聚焦显微镜观察共定位;分析不同LR突变体或OGD条件下复合物水平的变化。

6

体内验证pY47-LR和pT125-LR低水平对无复流的影响

确认降低LR磷酸化水平在体内能减少无复流面积

将LRY47A或LRT125A突变体通过AAV递送至大鼠心肌,建立AMI/R模型,PET灌注成像评估缺血心肌体积和SUV。

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
异氟烷----
小动物呼吸机Harvard ApparatusModel683
6-0聚丙烯单丝缝线Ethicon--
增强感染液GeneChemREVG0002
内皮细胞培养基ScienCell--
胎牛血清ScienCell--
内皮细胞生长添加物ScienCell--
青霉素/链霉素溶液ScienCell--
无糖无血清培养基Gibco--
三气培养箱Heal Force Bio-meditech Holdings Ltd.--
DAPI染料KeyGEN BioTECHKGA215-10
异硫氰酸荧光素-葡聚糖Thermo Fisher ScientificD22910
硝酸纤维素膜Millipore--
Odyssey红外成像系统Li-Cor Biosciences--
Image J软件----
Protein A琼脂糖珠Cell Signaling Technology9863
抗兔IgG H+L DyLight 800 4X PEGCell Signaling Technology5470
抗小鼠IgG H+L DyLight 680Cell Signaling Technology5151
TPCK固定化磁性胰蛋白酶Clontec--
EASY-nLC 1000超高效液相色谱系统Thermo Fisher Scientific--
Q Exactive Plus质谱仪Thermo Fisher Scientific--
TRIzol试剂Invitrogen--
Prime Script RT试剂盒(含gDNA Eraser)TaKaRa--
SYBR Green PCR预混液----
Light Cycler 480II实时荧光定量PCR仪Roche--
Trans-well小室Corning--
Synergy2多功能酶标仪BioTek--
细胞总蛋白提取试剂盒Sangon Biotech--
核质蛋白提取试剂盒KeyGEN BioTECH--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
细胞PP1c比色试剂盒GENMED ScientificsGMS 50313.1
抗VE-cadherin抗体Abcamab33168
抗CD31抗体Abcamab24590
抗LR抗体Abcamab133645
抗β-actin抗体Abcamab54724
抗TIMAP抗体Abgentap17590c
抗PP1cβ抗体Santa Cruz BiotechnologySc-7482
抗Lamin A/C抗体ProteinTech Group10298-1-ap
抗pS43-LR抗体ABclonalWG00412P
抗pY47-LR抗体ABclonalWG00521P
抗pS75-78-79-LR抗体ABclonalWG00617P
抗pT125-LR抗体ABclonalWG00317P
LR/Alexa Fluor 350缀合抗体Biossbs-0901R-AF350
Alexa Fluor 594驴抗兔IgGLife TechnologiesA21207
Alexa Fluor 488山羊抗小鼠IgGLife TechnologiesA11001
微囊藻毒素-LR----
Lipofectamine转染试剂----

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
大鼠品系、周龄、体重、麻醉剂量、手术方法、基因递送方式(AAV种类、剂量、体积)、LAD结扎时间、再灌注时间
阅读提示:Methods 2.2 Animals and animal experiments;Fig. 1 legend
细胞培养与OGD处理
HCMECs来源、培养基成分、OGD处理时间(4h)、氧气浓度(1%)、无糖无血清培养基
阅读提示:Methods 2.4 Cell culture and cell lines;Fig. 2 legend
LR突变体处理
突变体构建(LRS43D/A、LRY47D/A、LRS75-78-79D/A、LRT125D/A)、转染方式、MOI、处理时间
阅读提示:Methods 2.3 Preparation of AAV and plasmids;2.4 Cell culture;Fig. 4 legend
信号通路验证
Co-IP所用抗体、细胞裂解条件、PP1c抑制剂浓度、siRNA序列、检测时间点
阅读提示:Methods 2.12 Western blot and co-immunoprecipitation;2.13 PP1c activity assay;Fig. 5-6 legends
成像与功能检测
PET扫描参数、Dextran浓度、免疫荧光染色条件(抗体稀释度、孵育时间)
阅读提示:Methods 2.5 Myocardial PET perfusion study;2.6 Immunofluorescence;2.7 Dextran perfusion;Fig. 1, 7 legends