抑制miRNA-155通过靶向SIRT1减轻糖尿病小鼠高糖诱导的足细胞炎症

Inhibition of miRNA-155 Alleviates High Glucose-Induced Podocyte Inflammation by Targeting SIRT1 in Diabetic Mice.

作者信息Xiaolei Wang, Yanbin Gao, Wenming Yi, Yu Qiao, Hao Hu, Ying Wang, Yan Hu, Shuxin Wu, Hongfeng Sun, Taojing Zhang
PMID33748285
发布时间2021-03-08
DOI10.1155/2021/5597394

实验完整度

包含体外足细胞实验(高糖处理、miR-155 mimic/inhibitor、SIRT1 siRNA)和体内KK-Ay小鼠模型(miR-155抑制剂尾静脉注射),并通过Western blot、PCR、ELISA、免疫荧光及荧光素酶报告基因进行功能与机制验证。

主要模型

条件永生化小鼠足细胞 糖尿病KK-Ay小鼠模型

重点核对

KK-Ay小鼠:8周龄,高脂饮食4周,随机血糖≥16.7 mmol/L且ACR≥300 μg/mg作为DN诊断标准 miR-155抑制剂尾静脉注射:0.1 nmol/kg·d,每周3次,持续3周 体外足细胞分组:高糖(30 mmol/L)处理,miR-155 mimic或inhibitor(50 nM),SIRT1 siRNA(50 nM),处理48小时 实验重复性:体内每组n=8,体外实验生物学重复次数文中未明确说明 统计方法:两组比较采用非配对t检验,多组比较采用单因素方差分析,P<0.05为显著性

摘要

目的:微炎症在糖尿病肾病的足细胞功能障碍中起关键作用,但其调控机制仍不清楚。本研究旨在探讨miRNA-155对足细胞损伤作用的机制,以确定其作为治疗靶点的潜力。方法:培养的永生化小鼠足细胞和糖尿病KK-Ay小鼠模型用miR-155抑制剂处理。使用Western blotting、实时PCR、ELISA、免疫荧光和荧光素酶报告基因实验分析炎症细胞因子和足细胞损伤的标志物。结果:发现miRNA-155在糖尿病肾病小鼠的血清和肾组织以及培养的足细胞中高表达,并伴有炎症因子水平升高。抑制miRNA-155可降低蛋白尿和ACR水平,减少炎症分子的分泌,改善肾功能,抑制足细胞足突融合,并逆转糖尿病肾病小鼠的肾脏病理改变。体外过表达miRNA-155可增加足细胞炎症分子的产生并加重足细胞损伤,而抑制miRNA-155可抑制足细胞炎症分子的产生并减轻足细胞损伤。荧光素酶实验证实miRNA-155可选择性地结合SIRT1的3'-UTR,导致SIRT1表达降低。此外,SIRT1 siRNA可抵消miR-155抑制剂诱导的SIRT1上调并增强足细胞炎症因子的分泌。结论:这些发现有力地支持miRNA-155通过SIRT1沉默抑制足细胞炎症并减轻足细胞损伤的假说。miRNA-155抑制疗法可能有助于糖尿病肾病的治疗。

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
miR-155在糖尿病肾病足细胞损伤中如何发挥作用?其机制是否涉及靶向SIRT1?
核心机制
miR-155通过直接结合SIRT1的3'UTR抑制SIRT1表达,进而促进足细胞炎症因子分泌和足细胞损伤。
主要证据
在体外足细胞中,miR-155过表达增加炎症因子(MCP-1、TNF-α、IL-1β、IL-6)分泌和降低nephrin水平,而抑制miR-155则相反;荧光素酶报告基因证实miR-155直接靶向SIRT1;体内KK-Ay小鼠中抑制miR-155降低蛋白尿和ACR、减少炎症因子、改善肾功能和肾脏病理。
研究意义
研究揭示了miR-155/SIRT1轴在足细胞损伤中的作用,提示miR-155可能作为糖尿病肾病治疗的新靶点。

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

建立糖尿病肾病小鼠模型及分组处理

评估miR-155在体内对糖尿病肾病炎症和肾功能的影响

使用KK-Ay小鼠建立DN模型,分为NC组(C57BL/6J)、DN组、DN+miR-155抑制剂组,尾静脉注射miR-155抑制剂或对照,3周后收集样本进行检测。

2

体外高糖诱导足细胞损伤模型及miR-155调控

验证miR-155对高糖诱导的足细胞炎症和损伤的影响

体外培养足细胞,分为对照组、高糖组、miR-155 mimic/inhibitor转染组及相应对照组,高糖处理,检测炎症因子分泌和nephrin表达。

3

验证miR-155靶向SIRT1

确证miR-155是否直接靶向SIRT1并调控其表达

通过生物信息学预测,构建SIRT1野生型和突变型荧光素酶报告载体,与miR-155 mimic共转染HEK293T细胞,检测荧光素酶活性;在足细胞中检测miR-155 mimic/inhibitor对SIRT1表达的影响。

4

验证SIRT1在miR-155调控足细胞炎症中的作用

验证SIRT1是否是miR-155调控足细胞炎症的必要下游分子

在高糖条件下,将miR-155 inhibitor与SIRT1 siRNA共转染足细胞,检测SIRT1表达、炎症因子分泌和nephrin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
SIRT1小干扰RNARibobio--
miR-155模拟物Ribobio--
miR-155抑制剂Ribobio--
抗nephrin抗体Novus BiologicalsNBP1-77303
抗SIRT1抗体Abcamab12193
小鼠IL-6 ELISA试剂盒CusabioCSB-E04639m
小鼠IL-1β ELISA试剂盒CusabioCSB-E08054m
小鼠TNF-α ELISA试剂盒CusabioCSB-E04741m
小鼠MCP-1 ELISA试剂盒CusabioCSB-E07430m
RPMI 1640培养基Genview--
胎牛血清Sciencell--
干扰素-γBioss--
石蜡Sigma-Aldrich--
3%过氧化氢Santa Cruz--
5%山羊血清Thermo Scientific--
二抗Invitrogen--
DAPISanta Cruz--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
TRIzol试剂Invitrogen--
PVDF膜Merck Millipore--
脱脂奶粉----
辣根过氧化物酶标记二抗Cell Signaling Technology--
pmirGLO荧光素酶载体Promega--

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
KK-Ay小鼠(8周龄)、C57BL/6J小鼠(8周龄)、高脂饮食、DN诊断标准(随机血糖≥16.7 mmol/L且ACR≥300 μg/mg)、miR-155抑制剂剂量(0.1 nmol/kg·d)、给药频率(每周3次)、持续时间(3周)
阅读提示:Materials and Methods 2.2 Animals
细胞培养与处理
永生化小鼠足细胞分化条件(IFN-γ存在时33°C培养,去除IFN-γ后37°C培养>7天)、血清饥饿(无血清培养基24h)、高糖浓度(30 mmol/L)、处理时间(48h)、miR-155 mimic/inhibitor浓度(50 nM)、SIRT1 siRNA浓度(50 nM)
阅读提示:Materials and Methods 2.3 Cell Culture,2.5 Cell Transfection
机制验证
荧光素酶报告基因实验:SIRT1-WT/MUT载体构建、共转染HEK293T细胞(使用Lipofectamine 2000)、检测时间(转染后48h)
阅读提示:Materials and Methods 2.8 Luciferase Reporter Assay
分子表达检测
实时PCR:RNA提取试剂(TRIzol)、内参基因(GAPDH、U6)、定量方法(2-ΔΔCT);Western blot:抗体及其稀释比例(抗nephrin 1:500,抗SIRT1 1:1000)
阅读提示:Materials and Methods 2.6 Real Time PCR Analysis,2.7 Western Blotting Analysis
统计分析
两组比较采用非配对t检验,多组比较采用单因素方差分析,显著性水平P<0.05
阅读提示:Materials and Methods 2.9 Statistical Methods