长链非编码RNA CDKN2B-AS1与LIN28B相互作用通过诱导HIF-1α/NLRP3介导的细胞焦亡加重脓毒症诱导的急性肺损伤

LncRNA CDKN2B-AS1 interacts with LIN28B to exacerbate sepsis-induced acute lung injury by inducing HIF-1α/NLRP3-mediated pyroptosis.

作者信息Run-Feng Miao, Jing Tu
PMID37265187
发布时间2023-09
DOI10.1002/kjm2.12697

实验完整度

包含体外细胞实验、体内小鼠模型、机制验证(RIP、RNA pull-down、FISH)及救援实验,证据层级独立且完整。

主要模型

BEAS-2B人肺上皮细胞系 C57BL/6小鼠CLP脓毒症模型

重点核对

LPS浓度(2.5, 5, 10 μg/mL)处理BEAS-2B细胞24小时 CLP手术诱导小鼠脓毒症ALI模型,每组15只小鼠 sh-CDKN2B-AS1敲低效率及HIF-1α过表达效率验证 MCC950(NLRP3抑制剂)处理浓度和时间(10 μM,48小时) LPS诱导后焦亡率及焦亡相关蛋白表达检测

摘要

脓毒症相关的急性肺损伤(ALI)是重症监护病房中一种危及生命的疾病,死亡率高。长链非编码RNA(lncRNAs)已被证实参与脓毒症ALI的潜在发病机制。本研究探讨了lncRNA CDKN2B-AS1在脓毒症ALI中的生物学功能及其潜在机制。用脂多糖(LPS)刺激BEAS-2B细胞,并对小鼠进行盲肠结扎穿刺(CLP)以在体外和体内诱导脓毒症ALI。通过qRT-PCR或Western blotting评估CDKN2B-AS1、LIN28B、HIF-1α和焦亡相关分子的表达水平。通过ELISA检测IL-1β和IL-18的产生。通过流式细胞术检查BEAS-2B细胞焦亡。通过RIP和RNA pull-down实验验证LIN28B与CDKN2B-AS1/HIF-1α之间的相互作用。通过FISH观察CDKN2B-AS1和LIN28B的共定位。通过HE染色、肺湿干重比、炎症细胞数和支气管肺泡灌洗液(BALF)中总蛋白浓度确定ALI。通过免疫组织化学染色检查肺组织中Caspase-1的表达。CDKN2B-AS1在LPS刺激后的BEAS-2B细胞中表达上调。CDKN2B-AS1敲低在体外抑制LPS暴露的BEAS-2B细胞焦亡,并在体内抑制脓毒症小鼠的肺组织焦亡。机制上,CDKN2B-AS1与LIN28B相互作用以增强HIF-1α的稳定性。救援实验表明,HIF-1α过表达抵消了sh-CDKN2B-AS1对LPS诱导的焦亡的抑制作用。CDKN2B-AS1与LIN28B结合,通过稳定HIF-1α触发NLRP3介导的焦亡,从而促进脓毒症诱导的ALI。CDKN2B-AS1可能是该疾病的新型治疗靶点。

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
本研究旨在探讨lncRNA CDKN2B-AS1在脓毒症诱导的急性肺损伤中是否通过调控细胞焦亡发挥作用,并阐明其潜在分子机制。
核心机制
CDKN2B-AS1通过与LIN28B直接结合,增强HIF-1α mRNA的稳定性,进而激活NLRP3炎症小体介导的细胞焦亡,加剧脓毒症诱导的ALI。
主要证据
体外LPS刺激BEAS-2B细胞和体内CLP小鼠模型中,CDKN2B-AS1敲低抑制焦亡并减轻ALI;RIP和RNA pull-down证实CDKN2B-AS1与LIN28B结合,LIN28B与HIF-1α mRNA结合;HIF-1α过表达逆转sh-CDKN2B-AS1的抑制作用。
研究意义
CDKN2B-AS1可能是脓毒症相关ALI的有效治疗靶点,为治疗策略提供理论依据。

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

体外细胞模型建立

模拟脓毒症诱导的ALI体外模型,观察CDKN2B-AS1表达变化。

用不同浓度LPS(2.5, 5, 10 μg/mL)处理BEAS-2B细胞24小时,检测焦亡率、炎症因子(IL-1β、IL-18)水平及CDKN2B-AS1表达。

2

CDKN2B-AS1敲低功能实验

验证CDKN2B-AS1对LPS诱导的细胞焦亡的影响。

将sh-CDKN2B-AS1或sh-NC转染至BEAS-2B细胞,经LPS刺激后,检测细胞活力、焦亡率、焦亡相关蛋白表达及炎症因子水平。

3

体内小鼠模型验证

评估CDKN2B-AS1在脓毒症诱导的ALI小鼠模型中的作用。

对C57BL/6小鼠进行CLP手术诱导脓毒症ALI,通过尾静脉注射表达sh-CDKN2B-AS1的慢病毒,检测生存率、肺损伤指标(W/D比值、HE染色、BALF细胞数和蛋白浓度)及焦亡相关蛋白表达。

4

分子机制验证

阐明CDKN2B-AS1与LIN28B的相互作用及其对HIF-1α稳定性的影响。

通过RIP、RNA pull-down和FISH验证CDKN2B-AS1与LIN28B的直接结合及共定位;通过放线菌素D实验检测HIF-1α mRNA稳定性;通过敲低LIN28B验证其对HIF-1α表达和稳定性的影响。

5

救援实验

验证HIF-1α在CDKN2B-AS1调控焦亡中的关键作用。

将HIF-1α过表达质粒转染至LPS刺激的BEAS-2B细胞,同时敲低CDKN2B-AS1,检测焦亡率、炎症因子和焦亡相关蛋白表达。

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
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
脂多糖Sigma-Aldrich--
MCC950Sigma-Aldrich--
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher--
TRIzol试剂Thermo Fisher--
PrimeScript™ RT试剂盒Thermo Fisher--
SYBR® Green实时PCR预混液Toyobo--
RIPA裂解液Beyotime--
抗NLRP3抗体Abcamab263899
抗cleaved Caspase1抗体Biossbs-0169R
抗ASC抗体Biossbs-6741R
抗IL-1β抗体Biossbs-0812R
抗IL-18抗体Biossbs-55111R
抗GSDMD-N抗体ABclonalA20197
抗LIN28B抗体Abcamab191881
抗HIF-1α抗体Biossbs-20399R
抗β-actin抗体Biossbs-0061R
ECL化学发光试剂Millipore--
CCK-8溶液Solarbio--
IL-1β和IL-18 ELISA试剂盒Solarbio--
FAM-FLICA Caspase-1试剂盒ImmunoChemistry Technologies--
碘化丙啶----
EZ-Magna RIP试剂盒Millipore--
抗LIN28B抗体Abcam--
抗IgG抗体Abcam--
RNA pull-down试剂盒Bersinbio--
CDKN2B-AS1和HIF-1α生物素标记探针GenePharma--
Ribo™ FISH试剂盒RiboBio--
CDKN2B-AS1和LIN28B探针GenePharma--
表达sh-NC或sh-CDKN2B-AS1的慢病毒GenePharma--
BCA蛋白测定试剂盒Abcam--
HE染色试剂盒Boster--
抗caspase-1抗体Bioss1:100
羊抗兔IgG H&L/HRPBioss1:3000

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
体外细胞模型
LPS浓度(2.5, 5, 10 μg/mL)和处理时间(24小时);BEAS-2B细胞培养条件(DMEM+10%FBS,37°C,5%CO2)
阅读提示:Methods 2.1 Cell culture and treatment
细胞转染
sh-CDKN2B-AS1、sh-LIN28B、HIF-1α过表达质粒的转染试剂(Lipofectamine 2000)及转染效率验证
阅读提示:Methods 2.2 Cell transfection
体内动物模型
小鼠品系(C57BL/6)、性别(雄性)、周龄(8周)、分组(sham, CLP, CLP+sh-NC, CLP+sh-CDKN2B-AS1)、每组数量(15)、CLP手术细节、慢病毒注射剂量和时间(5×10^7 pfu/只,术前5天)
阅读提示:Methods 2.12 Animal model of septic ALI
焦亡检测
流式细胞术检测焦亡的染色方案(FAM-FLICA Caspase-1和PI),MCC950处理浓度和时间(10 μM,48小时)
阅读提示:Methods 2.7 Flow cytometry 和 Supplementary Figure S2
分子机制验证
RIP、RNA pull-down、FISH的具体实验条件;放线菌素D浓度(2 mg/mL)和处理时间(24小时)
阅读提示:Methods 2.8-2.11