miR-4443/MMP2通过HB-EGF/EGFR通路抑制子痫前期中滋养层细胞的迁移和侵袭

miR-4443/MMP2 suppresses the migration and invasion of trophoblasts through the HB-EGF/EGFR pathway in preeclampsia.

作者信息Chao Chen, Jing Gao, Dan Chen, Jinyu Liu, Biwei He, Yan Chen, Huijuan Zhang, Xingyu Yang, Weiwei Cheng
PMID35899982
发布时间2022-12
DOI10.1080/15384101.2022.2103897

实验完整度

包含临床样本验证(胎盘组织)、细胞功能实验(迁移/侵袭)、分子机制验证(荧光素酶报告基因、Western blot),但缺乏动物体内实验。

主要模型

HTR-8/SVneo细胞系 重度子痫前期患者胎盘组织 JAR细胞系 JEG-3细胞系

重点核对

临床样本:sPE组和正常对照组各10例,胎盘组织采集需注意诊断标准(ACOG指南) 细胞处理:miR-4443 mimic/inhibitor及MMP2 siRNA/过表达质粒转染,使用Lipofectamine 3000 迁移/侵袭实验:迁移5×10^4细胞/孔,侵袭1.5×10^5细胞/孔,基质胶预包被(侵袭),迁移24h,侵袭48h 荧光素酶报告基因:HTR-8/SVneo细胞共转染WT/MUT MMP2 3'-UTR质粒和miR-4443 mimic/inhibitor,48h后检测 Western blot:检测MMP2、HB-EGF、EGFR、p-EGFR、MEK、p-MEK、ERK、p-ERK,使用特异性抗体,GAPDH作为内参

摘要

子痫前期(PE)是一种妊娠相关疾病,可能导致母体和胎儿发病率和死亡率。近年来,microRNAs(miRNAs)的失调及其潜在功能已成为阐明子痫前期机制的重要方向。本研究调查了miR-4443在重度子痫前期患者胎盘中是否显著升高,并且根据transwell实验,miR-4443的上调抑制了HTR-8/SVneo细胞的迁移和侵袭。基质金属蛋白酶2(MMP2)参与细胞外基质(ECM)成分的降解,其3‘-UTR内含有miR-4443结合位点,经荧光素酶报告基因实验证实,MMP2被鉴定为直接受miR-4443抑制。此外,靶向MMP2的siRNA模拟了过表达miR-4443对HTR-8/SVneo细胞侵袭和迁移的影响,而拯救实验表明MMP2逆转了miR-4443的这种抑制功能。肝素结合EGF样生长因子(HB-EGF)作为MMP2的下游基因,在滋养层侵袭中发挥重要作用,我们证实HB-EGF/EGFR通路相关生物分子的表达与MMP2受miR-4443上调和下调影响一致,且根据western blot实验,激活的EGFR通过MAPK通路进一步传导细胞内下游信号。总之,我们证明了miR-4443抑制滋养层细胞的迁移和侵袭,其抑制作用至少部分由抑制MMP2介导。这种抑制可能通过HB-EGF/EGFR通路进一步影响子痫前期的进展,从而为miR-4443在子痫前期发病机制中的作用提供了新线索。

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-4443在子痫前期发病中的作用及其分子机制。
核心机制
miR-4443通过直接靶向MMP2的3'-UTR抑制其表达,进而抑制HB-EGF/EGFR信号通路及下游MAPK通路,导致滋养层细胞迁移和侵袭能力下降,从而参与子痫前期的发生。
主要证据
临床胎盘组织样本显示miR-4443表达升高而MMP2降低;体外HTR-8/SVneo细胞实验中,miR-4443 mimic抑制细胞迁移侵袭,而MMP2过表达可逆转这种效应;荧光素酶报告基因证实miR-4443直接结合MMP2 3'-UTR;Western blot显示miR-4443调控HB-EGF/EGFR通路相关蛋白表达。
研究意义
首次揭示miR-4443在胎盘中的失调影响滋养层细胞迁移和侵袭,为子痫前期的发病机制提供了新线索,未来可能用于早期诊断的生物标志物检测。

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

临床样本收集与验证

比较重度子痫前期患者和正常孕妇胎盘中miR-4443的表达差异,验证前期测序结果。

采集sPE组(n=10)和正常组(n=10)胎盘组织,通过qRT-PCR检测miR-4443表达水平,并统计临床特征。

2

细胞系筛选与功能初步探究

选择最适合的滋养层细胞系用于后续功能实验。

检测三种滋养层细胞系(HTR-8/SVneo、JAR、JEG-3)中miR-4443的表达及迁移侵袭能力,确定HTR-8/SVneo为后续实验模型。

3

miR-4443对细胞迁移和侵袭的影响

验证miR-4443对滋养层细胞迁移和侵袭能力的影响。

在HTR-8/SVneo细胞中转染miR-4443 mimics或inhibitor,通过transwell实验检测迁移和侵袭能力,并用CCK-8实验评估增殖。

4

靶基因预测与验证

预测miR-4443的靶基因并通过实验验证。

利用TargetScan预测靶基因,并通过RNA-seq分析转染miR-4443 mimics后的差异表达基因,确认MMP2为候选靶点。在胎盘组织和细胞中检测MMP2表达与miR-4443的相关性,并通过荧光素酶报告基因实验验证miR-4443直接结合MMP2 3'-UTR。

5

MMP2功能验证及拯救实验

证实miR-4443通过抑制MMP2影响滋养层细胞迁移和侵袭。

转染MMP2 siRNA或过表达质粒观察迁移侵袭变化,并共转染miR-4443 mimics和MMP2过表达质粒(或miR-4443 inhibitor和MMP2 siRNA)进行拯救实验。

6

通路机制验证

验证miR-4443通过MMP2抑制HB-EGF/EGFR信号通路的假设。

通过Western blot检测转染miR-4443 mimic/inhibitor或共转染MMP2相关质粒后,HB-EGF/EGFR通路关键蛋白(HB-EGF、EGFR、p-EGFR、MEK、p-MEK、ERK、p-ERK)的表达变化,并用免疫组化验证胎盘组织中的HB-EGF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
RPMI-1640培养基Gibco--
胎牛血清Transgen--
青霉素-链霉素Sangon Biotech--
Lipofectamine 3000试剂Invitrogen--
TRIzol试剂Invitrogen--
NanoDrop ND-2000分光光度计Thermo Fisher Scientific--
QuantStudio 7 Flex实时荧光定量PCR仪Thermo Fisher Scientific--
miRNA第一链cDNA合成试剂盒Accurate Biology--
TransScript All-in-One第一链cDNA合成SuperMix用于qPCRTransGen--
SYBR Green Premix Pro Taq HS qPCR试剂盒Accurate Biology--
Transwell上室(8μm孔径膜)Corning--
基质胶BD Bioscience--
结晶紫Sigma-Aldrich--
磷酸盐缓冲液Sangon Biotech--
CCK-8溶液Yeasen--
RIPA裂解液Invitrogen--
蛋白酶抑制剂Yeasen--
磷酸酶抑制剂Yeasen--
BCA蛋白定量试剂盒Invitrogen--
PVDF膜Bio-Rad--
牛血清白蛋白Sigma-Aldrich--
抗MMP2一抗Proteintech10,373-2-AP
抗HB-EGF一抗Abcamab185555
抗EGFR一抗Biossbs-34,018 R
抗p-EGFR一抗Abcamab40815
抗MEK一抗Abcamab178876
抗p-MEK一抗CST9154S
抗ERK一抗CST4695 T
抗p-ERK一抗CST4370 T
抗GAPDH一抗Abcamab181602
山羊抗兔IgG-HRP二抗Abcamab6721
ECL检测试剂Bio-Rad--
Amersham Imager 600凝胶成像系统Cytiva--
pmirGLO载体GenePharma--
双荧光素酶检测Promega--
二甲苯Sinopharm--
无水乙醇Sangon--
HRP/DAB免疫组化检测试剂盒Abcamab64264
Agilent 2100生物分析仪Agilent Technologies--
TruSeq链式mRNA LT样品制备试剂盒Illumina--
Illumina测序仪Illumina--

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
临床样本采集
样本来源:重度子痫前期患者及正常孕妇胎盘组织;样本量:每组10例;诊断标准:ACOG指南;采样位置:脐带插入点附近母体面,0.5h内取4个组织块(约0.5 cm³)
阅读提示:Materials and methods: Sample collection
细胞培养与转染
细胞系:HTR-8/SVneo、JAR、JEG-3;培养基:RPMI-1640(10% FBS, 100 μg/mL链霉素,100 U/mL青霉素);培养条件:37°C,5% CO2;转染试剂:Lipofectamine 3000;转染物:miR-4443 mimic/inhibitor及对照,siRNA-MMP2及对照,MMP2过表达质粒及空载体
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and treatment; Oligonucleotide, plasmid construction and transfection
迁移/侵袭实验
迁移实验:5×10^4细胞/孔,200 μL无血清培养基,下室600 μL含10% FBS培养基,24h;侵袭实验:1.5×10^5细胞/孔,上室预铺Matrigel(3h),48h;计数:三随机视野(100×)
阅读提示:Materials and methods: Migration/invasion assay; Figure legends 1-2
荧光素酶报告基因
细胞:HTR-8/SVneo(50-70%密度);共转染:WT/MUT MMP2 3'-UTR质粒与miR-4443 mimic/inhibitor或对照,使用Lipofectamine 3000;检测时间:48h后;检测方法:双荧光素酶检测
阅读提示:Materials and methods: Luciferase reporter assay
Western blot
抗体及稀释比例:MMP2 (1:1000, Proteintech, 10,373-2-AP), HB-EGF (1:10,000, Abcam, ab185555), EGFR (1:1000, Bioss, bs-34,018 R), p-EGFR (1:1000, Abcam, ab40815), MEK (1:20,000, Abcam, ab178876), p-MEK (1:1000, CST, 9154S), ERK (1:1000, CST, 4695 T), p-ERK (1:2000, CST, 4370 T), GAPDH (1:3000, Abcam, ab181602);二抗:goat anti-rabbit IgG-HRP (1:10,000);孵育条件:一抗4°C过夜,二抗室温1h
阅读提示:Materials and methods: Western blot assay; Figure legends 3, 5, 7