circITGB1通过miR-23a/ARRB1通路调控脂肪细胞增殖和分化

circITGB1 Regulates Adipocyte Proliferation and Differentiation via the miR-23a/ARRB1 Pathway.

作者信息Xiaoyv Yue, Mengdan Fan, Yv Liang, Liying Qiao, Jianhua Liu, Yangyang Pan, Kaijie Yang, Wenzhong Liu
PMID36768295
发布时间2023-01-19
DOI10.3390/ijms24031976

实验完整度

包含细胞增殖(EdU、CCK-8)、分化(油红O)、双荧光素酶报告、RIP等体外功能与机制验证,证据层级清晰。

主要模型

绵羊皮下脂肪细胞 HEK-293T细胞

重点核对

绵羊皮下脂肪细胞分离自5月龄广灵大尾羊,使用2 mg/mL胶原酶II消化1小时 circITGB1过表达质粒pCD2.1-circITGB1和si-circITGB1转染脂肪细胞 miR-23a mimic和inhibitor以80 nM浓度转染脂肪细胞 双荧光素酶报告实验:pmirGLO-ARRB1-3'UTR野生型/突变型与miR-23a mimic共转染293T细胞,48小时后检测荧光活性 RIP实验使用AGO2抗体和IgG对照,检测circITGB1和miR-23a与AGO2的结合

摘要

脂肪组织是动物重要的能量储存器官,也是最大的内分泌器官。它在胰岛素抵抗、心血管疾病和代谢综合征的发病机制中发挥重要调节作用。脂肪发育是一个复杂的生物学过程,涉及多个关键基因、信号通路和非编码RNA,包括microRNA和circular RNA。在本研究中,我们表征了circITGB1,并命名其宿主基因为ITGB1,该基因基于测序数据在不同月龄绵羊中差异表达。我们整理并分析了测序数据,筛选出与ARRB1结合力强的miRNA-23a。我们发现miRNA-23a通过靶向ARRB1调控绵羊脂肪细胞的发育和分化。作为竞争性内源RNA,circITGB1过表达有效缓解了miR-23a对ARRB1的抑制作用。总之,我们提供了证据表明circITGB1通过miR-23a/ARRB1通路调控绵羊脂肪细胞的增殖和分化。本研究为在circRNA水平上进一步研究脂肪组织发育提供了科学依据。

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
circITGB1是否通过miR-23a/ARRB1通路调控绵羊脂肪细胞的增殖和分化?
核心机制
circITGB1作为miR-23a的竞争性内源RNA(ceRNA),通过吸附miR-23a解除其对ARRB1的抑制作用,从而促进脂肪细胞增殖并抑制分化。
主要证据
在绵羊脂肪细胞中过表达circITGB1增加增殖标志物(cyclin B, cyclin D1, CDK4, PCNA)表达并减少分化标志物(C/EBPα, PPARγ, FABP4, adiponectin)表达;miR-23a过表达则相反;双荧光素酶报告实验证实miR-23a靶向ARRB1;RIP实验显示circITGB1和miR-23a与AGO2结合;共转染实验表明circITGB1逆转miR-23a的作用。
研究意义
该研究为脂肪组织发育的circRNA水平研究提供了科学依据,并为肥胖及肥胖相关代谢紊乱的研究提供了重要参考。

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

circITGB1的鉴定与特征分析

验证circITGB1的环状结构、稳定性和亚细胞定位。

通过Sanger测序确认circITGB1反向剪接位点;用RNase R处理总RNA,检测circITGB1和线性mRNA(ITGB1、GAPDH)的稳定性;进行核质分离,检测circITGB1在细胞核和细胞质中的分布。

2

circITGB1对脂肪细胞增殖的影响

验证circITGB1是否影响脂肪细胞增殖。

将circITGB1过表达质粒pCD2.1-circITGB1和siRNA si-circITGB1转染绵羊脂肪细胞,检测增殖标志物(cyclin B, cyclin D1, CDK4, PCNA)的mRNA和蛋白水平,并通过EdU和CCK-8实验评估细胞增殖。

3

circITGB1对脂肪细胞分化的影响

验证circITGB1是否影响脂肪细胞分化。

转染circITGB1过表达质粒和siRNA后,诱导脂肪细胞分化8天,检测分化标志物(C/EBPα, PPARγ, FABP4, adiponectin)的mRNA和蛋白水平,并用油红O染色观察脂滴形成。

4

miR-23a对脂肪细胞增殖和分化的影响

验证miR-23a对脂肪细胞增殖和分化的调控作用。

将miR-23a mimic和inhibitor(80 nM)转染脂肪细胞,检测增殖和分化标志物的表达,并通过EdU、CCK-8和油红O染色评估细胞增殖和分化。

5

验证ARRB1是miR-23a的靶基因

验证miR-23a是否直接靶向ARRB1。

使用RNAhybrid预测miR-23a与ARRB1 3'UTR的结合位点;构建pmirGLO-ARRB1-WT和pmirGLO-ARRB1-MUT双荧光素酶报告载体,与miR-23a mimic共转染293T细胞,检测荧光素酶活性;在脂肪细胞中检测miR-23a对ARRB1 mRNA和蛋白表达的影响。

6

验证circITGB1作为miR-23a的ceRNA

验证circITGB1是否通过竞争性结合miR-23a来调控其功能。

预测circITGB1与miR-23a的结合位点;检测分化过程中circITGB1、miR-23a和ARRB1的表达趋势;进行RIP实验检测circITGB1和miR-23a与AGO2的相互作用;共转染circITGB1和miR-23a mimic,检测增殖和分化标志物的表达。

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
II型胶原酶SolarbioC8150
杜氏改良Eagle培养基GibcoC11995500BT
胎牛血清Biological Industries04-001-1A
青霉素-链霉素-新霉素抗生素----
3-异丁基-1-甲基黄嘌呤SolarbioI8450
地塞米松SolarbioID0170
胰岛素SolarbioI8040
pCD2.1-ciR载体Wuhan GeneCreate Bioengineering Co., Ltd.--
si-circITGB1Ruibo--
miR-23a模拟物Sangon Biotech--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
TRIzol试剂TaKaRa--
RNA 6000 Nano芯片试剂盒Agilent--
2100生物分析仪Agilent--
随机引物Roche--
RNase RGeneSeed--
NE-PER核质提取试剂Thermo Scientific--
Cell-LightTM EdU DNA细胞增殖试剂盒RiboBioC10310-1
CCK-8溶液----
RIPA裂解液Solarbio--
抗cyclin D1抗体Biossbs-20596R
抗PCNA抗体Biossbs-0754R
抗PPARγ抗体Biossbs-4590R
抗C/EBPα抗体Biossbs-1630R
抗磷酸化β-arrestin(ARRB1)抗体Biossbs-3048R
抗GAPDH抗体Biossbs-2188R
山羊抗兔IgG H&L/AP二抗Biossbs-0295G-AP
pmirGLO-ARRB1野生型载体Sangon Biotech--
pmirGLO-ARRB1突变型载体Sangon Biotech--
双荧光素酶报告检测系统----
EZMagna RIP RNA结合蛋白免疫沉淀试剂盒Millipore--
AGO2抗体Biossbs-12450R
IgG抗体Biossbs-0297P

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
脂肪细胞分离与培养
绵羊皮下脂肪组织来源(5月龄广灵大尾羊)、胶原酶II浓度(2 mg/mL)及消化时间(1小时)、完全培养基组成(89% DMEM、10% FBS、1% PSN)、培养条件(37°C、5% CO2)
阅读提示:Methods 4.1和4.2
circITGB1过表达与敲低
过表达质粒pCD2.1-circITGB1(578 bp)和si-circITGB1(靶向反向剪接位点)的转染方法(Lipofectamine 3000)及转染浓度(未明确)
阅读提示:Methods 4.3和4.4
细胞增殖检测
EdU和CCK-8检测的时间点(12、24、36、48小时)、每组重复数(6个复孔)、CCK-8检测波长(450 nm)及孵育时间(2小时)
阅读提示:Methods 4.8
细胞分化检测
分化诱导培养基成分(250 μmol/L IBMX、500 μmol/L地塞米松、8 μmol/L胰岛素)、诱导时间(8天)、油红O染色步骤
阅读提示:Methods 4.2和4.10
靶基因验证
双荧光素酶报告实验的转染组合(WT/MUT+miR-23a mimic/NC)、检测时间(48小时)、每组重复数(4次)
阅读提示:Methods 4.12
ceRNA验证
RIP实验使用的AGO2抗体和IgG对照、检测circITGB1和miR-23a与AGO2的结合;共转染实验的浓度和比例
阅读提示:Methods 4.13和Results 2.7