TIGAR缺陷通过NLRP3-ASC炎症小体诱导caspase-1依赖性滋养层细胞焦亡

TIGAR deficiency induces caspase-1-dependent trophoblasts pyroptosis through NLRP3-ASC inflammasome.

作者信息Junjun Guo, Meijuan Zhou, Man Zhao, Shuxian Li, Zhenya Fang, Anna Li, Meihua Zhang
PMID37122710
发布时间2023-04-14
DOI10.3389/fimmu.2023.1114620

实验完整度

高

包含人胎盘样本、小鼠模型、HTR-8细胞系和原代EVTs等多层级验证,并进行功能验证(siRNA敲低)和机制验证(抑制剂MCC950、抗氧化剂NAC)及通路蛋白检测。

主要模型

HTR-8/Svneo人绒毛膜滋养层细胞系 原代绒毛外滋养层细胞(EVTs) 链脲佐菌素诱导的GDM小鼠模型 人胎盘组织(GDM患者与正常对照)

重点核对

细胞培养高糖浓度:30 mM D-葡萄糖(HG)与5.5 mM(对照) TIGAR敲低使用siRNA序列:GCUUUGUAUCCAAGCUGCCUGUGAA NLRP3抑制剂MCC950处理,ROS清除剂NAC处理 实验检测时间点:48小时 动物模型:链脲佐菌素(110 mg/kg i.p.)注射3天,GD16.5处死

摘要

摘要 引言 妊娠期糖尿病(GDM)是一种常见的妊娠并发症,对母亲和胎儿均有风险。以往关于TP53诱导的糖酵解和凋亡调节因子(TIGAR)的研究集中在癌症、心血管疾病和神经系统疾病的发生和发展上,然而,TIGAR是否在妊娠期糖尿病(GDM)中发挥调节作用仍不清楚。 方法 利用高糖(HG)暴露,我们探讨了TIGAR在氧化应激限制、过度炎症毒性防御和焦亡预防中的作用。 结果 在HG条件下,TIGAR在体内和体外均上调,TIGAR缺失增加了滋养层细胞中的ROS,这驱动了表型转换并阻碍了迁移、侵袭和管形成的能力。这种转换依赖于NLRP3-ASC-caspase-1信号通路的激活增强,这导致了焦亡的独特特征,这些发现最终可被抗氧化剂处理(NAC)和受体阻断(MCC950)逆转。总的来说,滋养层细胞焦亡是TIGAR缺陷诱导的炎症的上游事件,其通过NLRP3-ASC炎症小体由ROS积累促进。 结论 综上所述,我们的结果揭示,作为TIGAR缺陷诱导炎症的上游事件,焦亡由ROS积累通过NLRP3-ASC炎症小体刺激。 关键词 TIGAR,高糖,滋养层细胞,焦亡,ROS,NLRP3炎症小体

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
TIGAR在妊娠期糖尿病(GDM)胎盘损伤中是否发挥作用及其潜在分子机制。
核心机制
TIGAR缺失导致ROS积累,激活NLRP3-ASC炎症小体,进而激活caspase-1,诱导滋养层细胞焦亡。
主要证据
在GDM患者和小鼠胎盘中TIGAR表达上调;HTR-8细胞中敲低TIGAR在HG条件下增加ROS、抑制细胞功能并诱导焦亡,MCC950和NAC处理可逆转这些效应。
研究意义
研究揭示了TIGAR在氧化应激限制和焦亡预防中的作用,为GDM及其他炎症性疾病的机制研究和临床治疗提供了新的见解。

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

检测TIGAR表达

验证TIGAR在GDM条件下是否差异表达。

通过Western blot、q-PCR和免疫荧光检测GDM患者和正常胎盘中TIGAR表达,以及GDM小鼠胎盘和HG处理的HTR-8细胞和原代EVTs中TIGAR表达。

2

功能表型分析

评估TIGAR缺失对滋养层细胞功能的影响。

通过siRNA敲低HTR-8细胞中TIGAR,在HG条件下检测细胞活力、迁移、侵袭和管形成能力。

3

氧化应激检测

探究TIGAR缺失对ROS产生和氧化应激的影响。

检测ROS水平(DCFH-DA和MitoSOX Red)、线粒体膜电位(JC-1)、LDH释放、SOD活性、GSH水平和NADPH/NADP+比值。

4

焦亡表型检测

验证TIGAR缺失是否诱导滋养层细胞焦亡。

通过透射电镜观察细胞形态,并检测焦亡相关蛋白(NLRP3、ASC、GSDMD、caspase-1、IL-1β)的mRNA和蛋白水平,以及ELISA检测IL-1β和IL-6分泌。

5

NLRP3炎症小体依赖性验证

确认焦亡是否依赖于NLRP3炎症小体。

使用NLRP3抑制剂MCC950处理,检测细胞功能、ROS水平、焦亡相关蛋白表达和炎症因子分泌。

6

ROS清除验证

验证ROS在TIGAR缺失诱导的焦亡中的作用。

使用抗氧化剂NAC处理,评估细胞功能、氧化应激、焦亡相关蛋白和炎症因子水平。

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BasalMediaL210KJ
胎牛血清Gibco10091148
D-(+)-葡萄糖Sigma-AldrichG6152
MCC950Sigma-Aldrich256373-96-3
N-乙酰-L-半胱氨酸BeyotimeST1546-10g
三磷酸腺苷SolarbioC0550
细胞计数试剂盒-8BiossBA00208
DCFH-DAInvitrogenC2938
MitoSOX Red线粒体超氧化物指示剂InvitrogenM36008
JC-1InvitrogenT3168
β-肌动蛋白proteintech6600901
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgGServicebioGB23303
辣根过氧化物酶标记的山羊抗小鼠IgGServicebioGB23301
TIGAR抗体Abcamab37910
Caspase-1抗体AbclonalA0964
NLRP3抗体AbclonalA5652
ASC抗体AbclonalA16672
IL-1β抗体AbclonalA19635
IL-6抗体proteintech21865-1-AP
TNF-α抗体proteintech17590-1-AP
RIPA裂解液Solarbio--
BCA蛋白定量试剂盒Solarbio--
增强化学发光检测试剂盒Amersham LifeScience--
TRIzol试剂Invitrogen--
M-MLV逆转录酶TOYOBO--
SYBR绿色荧光染料TOYOBO--
引物BioSune--
TIGAR-siRNAGene Pharma--
Lipofectamine RNAiMAXInvitrogen--
人IL-1β ELISA试剂盒BOSTEREK0392
IL-6 ELISA试剂盒BOSTEREK0411
链脲佐菌素Sigma-Aldrich--

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
细胞培养
HTR-8/Svneo细胞系来源(ATCC),培养基RPMI-1640含10% FBS,培养条件37°C、5% CO2;高糖处理浓度30 mM D-葡萄糖,对照5.5 mM
阅读提示:Methods - Cell culture and treatment
TIGAR敲低
TIGAR-siRNA序列(GCUUUGUAUCCAAGCUGCCUGUGAA),转染试剂Lipofectamine RNAiMAX,敲低效率验证
阅读提示:Methods - Transfection of siRNA及The sequences of small interfering RNAs
焦亡检测
焦亡相关蛋白(NLRP3、ASC、GSDMD、caspase-1、IL-1β)的检测方法(Western blot、qPCR、ELISA),透射电镜观察细胞形态
阅读提示:Methods - Western blot analysis、Measurement of IL-1β and IL-6、Transmission electron microscopy
抑制剂和抗氧化剂处理
MCC950和NAC的浓度、处理时间(文中未明确说明浓度,NAC预处理1小时,MCC950预处理1小时)
阅读提示:Results 图4和图6图注
动物模型
C57BL/6J小鼠,链脲佐菌素剂量110 mg/kg,腹腔注射,注射时间3天,血葡萄糖浓度20 mM作为模型成功标准,处死时间GD16.5
阅读提示:Methods - Animals