Notch3介导的mTOR信号通路参与高糖诱导的牛肾上皮细胞自噬

Notch3-Mediated mTOR Signaling Pathway Is Involved in High Glucose-Induced Autophagy in Bovine Kidney Epithelial Cells.

作者信息Yaocheng Cui, Jing Fang, Hongrui Guo, Hengmin Cui, Junliang Deng, Shumin Yu, Liping Gou, Fengyuan Wang, Xiaoping Ma, Zhihua Ren, Yue Xie, Yi Geng, Ya Wang, Zhicai Zuo
PMID35630598
期刊Molecules
发布时间2022-05-13
DOI10.3390/molecules27103121

实验完整度

包含细胞活力、自噬标志物检测、Notch3抑制实验及机制验证,但缺乏体内模型和独立证据层级。

主要模型

MDBK细胞(牛肾上皮细胞系)

重点核对

细胞系:MDBK细胞(永生化牛肾上皮细胞系) 高糖处理浓度:5.5、10.5、15.5、25.5 mM 高糖处理时间:0、3、6、12、24 h Notch3抑制剂DAPT浓度:10 μM 自噬检测指标:LC3-II/I比值、Beclin1、p62、LC3荧光、自噬体形成

摘要

据报道,Notch3和mTOR信号通路参与自噬,且两者均可被高糖(HG)激活。然而,Notch3与mTOR之间的关系以及Notch3如何影响mTOR来调节牛肾上皮细胞中高糖诱导的自噬仍不清楚。本研究旨在探讨Notch3如何影响mTOR以调节牛肾细胞中高糖诱导的自噬。我们的结果表明,HG处理以剂量依赖性方式显著降低MDBK细胞的活力。HG处理显著增加了LC3-II/I比值和Beclin1蛋白的表达,并显著降低了p62蛋白的表达。一致地,免疫荧光检测到LC3荧光信号形成,且呈剂量和时间依赖性。此外,HG处理显著增加了Notch3蛋白的表达,并降低了p-mTOR蛋白的表达,且呈剂量和时间依赖性。抑制Notch3上调了p-mTOR和p62蛋白的表达,并下调了LC3-II/I比值和Beclin1蛋白的表达。此外,研究了Notch3的功能。在本研究中,抑制Notch3活性显著增加了HG刺激的MDBK细胞的活力。总之,我们的结果表明,Notch3介导的mTOR信号通路参与了MDBK细胞中高糖诱导的自噬。

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
Notch3如何影响mTOR信号通路来调节高糖诱导的牛肾上皮细胞自噬?
核心机制
高糖通过上调Notch3表达、抑制mTOR活性(降低p-mTOR水平)诱导自噬,Notch3是mTOR的上游调控因子,Notch3介导的mTOR信号通路参与高糖诱导的自噬。
主要证据
HG处理MDBK细胞后,LC3-II/I比值和Beclin1蛋白升高、p62降低,Notch3蛋白升高、p-mTOR降低;抑制Notch3(DAPT)后,p-mTOR和p62恢复,LC3-II/I和Beclin1降低,自噬体形成减少,细胞活力增加。
研究意义
为高血糖诱导的肾病(如糖尿病肾病和应激性高血糖)的发病机制和治疗提供一定的理论基础。

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

高糖诱导MDBK细胞自噬的模型建立

确定高糖处理对MDBK细胞自噬的影响,并建立合适的实验模型。

使用不同浓度(5.5, 10.5, 15.5, 25.5 mM)葡萄糖处理MDBK细胞24 h,检测细胞活力、自噬标志物(LC3-II/I、p62、Beclin1)蛋白和mRNA表达,并通过免疫荧光检测LC3荧光强度。

2

高糖诱导MDBK细胞自噬的时间效应

探究高糖处理时间对自噬的影响,确定最佳处理时间。

使用25.5 mM葡萄糖处理MDBK细胞0, 3, 6, 12, 24 h,检测自噬标志物表达和LC3荧光。

3

高糖对Notch3和mTOR信号通路的影响

检测高糖处理对Notch3和mTOR表达的影响。

使用不同浓度和时间的高糖处理MDBK细胞,通过Western blot和qRT-PCR检测Notch3、mTOR、p-mTOR的表达。

4

抑制Notch3对高糖诱导自噬的影响

验证Notch3在高糖诱导自噬中的作用,并探讨其对mTOR的调控。

用10 μM DAPT预处理MDBK细胞6 h,再以25.5 mM葡萄糖刺激24 h,检测自噬标志物、Notch3、mTOR表达,以及细胞活力和自噬体形成。

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。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
低糖DMEM培养基Biological Industries--
高糖DMEM培养基Biological Industries--
DMEM/F12(HAM)培养基Biological Industries--
胎牛血清Gibco Life Technologies--
青霉素Solarbio--
链霉素Solarbio--
DAPTSelleck--
RIPA裂解液Solarbio--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
PVDF膜Thermo Fisher Scientific--
抗Notch3抗体AffinityDF7193
抗mTOR抗体Biossbs-1992R
抗p-mTOR抗体AffinityAF3308
抗LC3A抗体Novus BiologicalsNB100-2331
抗p62抗体GeneTexGTX100685
抗Beclin1抗体CST3495T
辣根过氧化物酶标记的抗兔抗体SolarbioSE134
ECL Western blot检测系统Tanon--
Triton X-100Servicebio--
牛血清白蛋白Servicebio--
CY3荧光染料ServicebioGB21303
DAPIServicebio--
免疫荧光显微镜NikonTanon-5200
Epon环氧树脂Chengdu Rongshengke Biotechnology Co., Ltd.--
柠檬酸铅Chengdu Rongshengke Biotechnology Co., Ltd.--
醋酸铀Chengdu Rongshengke Biotechnology Co., Ltd.--
透射电子显微镜JEOLJEM-1400PLUS
SYBR Premix Ex Taq II (Tli RNaseH Plus) 试剂Takara Bio--
CFX96实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--

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
高糖处理
葡萄糖浓度(5.5, 10.5, 15.5, 25.5 mM)、处理时间(0, 3, 6, 12, 24 h)
阅读提示:参见Results 2.1节及图1-4,Materials and Methods 4.2节
Notch3抑制实验
DAPT浓度(10 μM)、预处理时间(6 h)、高糖浓度(25.5 mM)、处理时间(24 h)
阅读提示:参见Results 2.3节及图6-8,Materials and Methods 4.1节
自噬检测
检测指标:LC3-II/I比值、Beclin1、p62、LC3荧光、自噬体形成;方法:Western blot、qRT-PCR、免疫荧光、TEM
阅读提示:参见Results 2.1和2.3节,Materials and Methods 4.5-4.7节
细胞活力检测
细胞接种密度(2×105 cells/孔)、CCK-8试剂盒(Solarbio)、检测时间(24 h)
阅读提示:参见Materials and Methods 4.3节