MOBT通过lncITPF-hnRNP-L复合物介导的信号通路缓解肺纤维化

MOBT Alleviates Pulmonary Fibrosis through an lncITPF-hnRNP-l-Complex-Mediated Signaling Pathway.

作者信息Pan Xu, Haitong Zhang, Huangting Li, Bo Liu, Rongrong Li, Jinjin Zhang, Xiaodong Song, Changjun Lv, Hongbo Li, Mingwei Chen
PMID36014574
期刊Molecules
发布时间2022-08
DOI10.3390/molecules27165336

实验完整度

包含体内小鼠模型、体外细胞模型、患者样本以及多组学机制验证(ChIP-seq、RNA-seq、RIP、ChIP-PCR、RNA-FISH等)。

主要模型

博来霉素诱导的肺纤维化小鼠模型 TGF-β1激活的人胚肺成纤维细胞MRC-5 IPF患者肺组织样本

重点核对

BLM剂量5 mg/kg,气管内喷雾给药;MOBT口服剂量30 mg/kg,从第8天起每日给药 TGF-β1激活MRC-5细胞模型:5 ng/mL TGF-β1处理24小时,随后10 μg/mL MOBT共处理48小时 lncITPF过表达或敲低对MOBT功能的影响(RTCA增殖和迁移实验) hnRNP L敲低对MOBT调控MEF2c的影响 Smad2/3磷酸化水平和lncITPF启动子区Smad2/3富集的检测

摘要

肺纤维化的特征是肺泡结构的破坏和肺实质的不可逆瘢痕形成,治疗选择和有效治疗药物很少。在这里,我们证明了3-(4-甲氧基苯基)-4-氧代-4H-1-苯并吡喃-7-基(αS)-α,3,4-三羟基苯丙酸酯(MOBT)在由博来霉素和转化生长因子-β1诱导的小鼠和细胞模型中的抗肺纤维化作用。使用小动物MicroCT成像系统、肺功能分析以及H&E和Masson染色评估了MOBT的抗肺纤维化作用。RNA荧光原位杂交、染色质免疫沉淀(ChIP)-PCR、RNA免疫沉淀、ChIP-seq、RNA-seq和半衰期实验的结果证明了抗肺纤维化机制。机制解析表明,MOBT通过阻止p-Smad2/3从细胞质向细胞核转位来抑制lncITPF转录,导致lncITPF–hnRNP L复合物量减少。减少的lncITPF–hnRNP L复合物通过阻断其选择性剪接降低MEF2c表达,进而抑制MEF2c靶基因如TAGLN2和FMN1的表达。简而言之,MOBT通过lncITPF–hnRNP-L复合物靶向MEF2c信号通路减轻肺纤维化。我们希望这项研究不仅能提供新的候选药物,还能提供新的治疗靶点,这将为肺纤维化带来新的治疗策略。

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
MOBT是否能够缓解肺纤维化,其分子机制是什么?
核心机制
MOBT通过抑制Smad2/3磷酸化,阻断p-Smad2/3从细胞质向细胞核转位,从而抑制lncITPF转录,减少lncITPF–hnRNP L复合物形成,该复合物减少导致MEF2c选择性剪接受阻、MEF2c表达下降,进而抑制其靶基因TAGLN2和FMN1的表达,最终缓解肺纤维化。
主要证据
在BLM诱导的小鼠模型中,MOBT改善了肺功能、减轻了胶原沉积和纤维化标志物表达;在TGF-β1激活的MRC-5细胞中,MOBT抑制了lncITPF转录、MEF2c表达及其靶基因;RIP、ChIP-PCR、RNA-FISH、半衰期实验等验证了机制。
研究意义
该研究为肺纤维化提供了新的候选药物MOBT和新的治疗靶点lncITPF–hnRNP L复合物,可能带来新的治疗策略。

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

体内药效评估

验证MOBT在BLM诱导的肺纤维化小鼠模型中的抗纤维化效果

C57BL/6小鼠气管内喷雾BLM(5 mg/kg)诱导肺纤维化,MOBT组从第8天起口服30 mg/kg每日一次,第28天进行MicroCT、肺功能、H&E、Masson染色及Western blot检测。

2

体外细胞模型验证

验证MOBT对TGF-β1激活的MRC-5细胞的抗纤维化作用

MRC-5细胞用TGF-β1(5 ng/mL)处理24小时,然后加MOBT(10 μg/mL)共处理48小时,Western blot检测纤维化标志物。

3

lncITPF机制研究

探究MOBT调控lncITPF表达的分子机制

通过RNA-FISH检测lncITPF定位,qRT-PCR检测表达,半衰期实验检测稳定性,ChIP-PCR检测Smad2/3在启动子区的结合,Western blot检测Smad2/3磷酸化。

4

下游靶基因鉴定

鉴定lncITPF–hnRNP L复合物调控的靶基因

通过RIP实验发现hnRNP L与pre-mMEF2c结合,Western blot检测MEF2c表达,并进一步通过ChIP-seq和RNA-seq鉴定MEF2c靶基因。

5

功能验证

验证lncITPF过表达和敲低对MOBT功能的影响以及hnRNP L和MEF2c的介导作用

通过lncITPF过表达载体和siRNA转染,RTCA检测细胞增殖和迁移;Western blot检测MEF2c、TAGLN2、FMN1表达;si-hnRNP L转染验证。

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
博来霉素----
Penn-Century微量喷雾器Penn-Century Inc.--
小动物MicroCT成像系统PerkinElmer--
MRC-5细胞系ATCCCCL-171™
改良型最低必需培养基Gibco11090081
胎牛血清Gibco10270106
转化生长因子-β1GibcoPHG9202
MOBT----
GAPDH抗体AffinityAF7021
α-SMA抗体AbcamAb7817
波形蛋白抗体AffinityAF7013
I型胶原抗体AffinityAF7001
MEF2c抗体AbcamAb78888
hnRNP L抗体AbcamAb6106
Smad2/3抗体Cell Signaling Technology8685
p-Smad2/3抗体Cell Signaling Technology8828
ADAMTS8抗体BiossBs-5859R
TAGLN2抗体Proteintech15508-1-AP
HSPA12A抗体AbcamAb200838
FMN1抗体Proteintech25982-1-AP
H&E染色剂NovlandIH-017
Masson三色染色试剂盒SolarbioG1345
TritonX-100Sinopharm30188928
山羊血清SolarbioSL038
α-SMA抗体(1:200)AbcamAb7817
1×PBS溶液SparkjadeCR0013
抗IgG荧光二抗(1:200)AffinityS0006
DAPI(1:400)SigmaD9542
自动活细胞荧光显微成像系统InvitrogenEVOS
SimpleChIP®酶解染色质IP试剂盒Cell Signaling Technology9002
甲醛(1%)MacklinF809702
甘氨酸(2.5 M)MeilunbioMB4166
IgG抗体Cell Signaling Technology2729
蛋白G琼脂糖珠Cell Signaling Technology9007
Ribo lncRNA FISH探针混合液RiboBioC10910
SSC缓冲液SolarbioS1030
E-板Agilent5469830001
CIM板Agilent05665817001
EZ-Magna RIP™ RNA结合蛋白免疫沉淀试剂盒Millipore17-701
hnRNP-L抗体Abcamab264340
Ribo-off rRNA去除试剂盒Nanjing (China)--
NEBNext Ultra方向性RNA文库制备试剂盒(Illumina)NEB--
Qubit RNA检测试剂盒----
Agilent Bioanalyzer 2100系统Agilent Technologies--
AB Step One Plus实时荧光定量PCR系统Thermo Fisher--
Novaseq 6000 S4测序平台Illumina--
NovaSeq 6000 S4试剂盒V1.5Illumina--
抗MEF2c抗体Santa Cruzsc-518152
通用DNA纯化试剂盒TIANGENDP214
Ultra II DNA文库制备试剂盒NEBE7645

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
小鼠品系:C57BL/6,雄性;BLM剂量:5 mg/kg;给药方式:气管内喷雾;MOBT剂量:30 mg/kg,口服,每日一次,第8天开始;检测时间:第28天;每组动物数:10只。
阅读提示:参见4.2节 Animal Model and Ethics Statement
细胞模型
细胞系:MRC-5;培养基:advanced MEM + 10% FBS;TGF-β1浓度:5 ng/mL,处理24小时;MOBT浓度:10 μg/mL,共处理48小时。
阅读提示:参见4.3节 Cell Model and Treatment
lncITPF机制
RNA-FISH探针:lncITPF、U6、18S;半衰期实验:放线菌素D浓度5 μg/mL;ChIP-PCR:抗Smad2/3抗体、抗IgG抗体。
阅读提示:参见4.7-4.9节及相关图注
下游靶基因验证
RIP实验:抗hnRNP L抗体、抗IgG抗体;Western blot检测MEF2c、TAGLN2、FMN1;ChIP-seq和RNA-seq实验条件。
阅读提示:参见4.11-4.13节及相关图注