敲除PERK保护大鼠Müller胶质细胞免受OGD诱导的内质网应激相关凋亡

Knockout of PERK protects rat Müller glial cells against OGD-induced endoplasmic reticulum stress-related apoptosis.

作者信息Xiaorui Wang, Xinxing Zhu, Guangqian Huang, Lili Wu, Zhiyong Meng, Yuyu Wu
PMID37353739
发布时间2023-06
DOI10.1186/s12886-023-03022-z

实验完整度

中

包含体外细胞模型、OGD处理、siRNA敲除、Western blot、免疫荧光、流式细胞术等验证,但缺乏动物模型或临床样本等独立证据层级。

主要模型

大鼠Müller胶质细胞系rMC-1 OGD诱导的缺氧缺血细胞模型

重点核对

OGD处理时长:12小时 PERK siRNA敲除效率验证 细胞凋亡检测:流式细胞术,存活率、早期凋亡比例变化 自噬相关蛋白LC3、Beclin1及凋亡相关蛋白Caspase-12的表达 p-tau蛋白表达变化

摘要

背景:视网膜缺血是许多视网膜疾病的病理基础,也是视力损害最常见的原因之一。许多眼部疾病与内质网应激有关。然而,内质网应激与Müller胶质细胞在视网膜缺血缺氧期间的关系仍不清楚。本研究探讨了内质网应激对rMC-1细胞自噬和凋亡相关蛋白以及微管相关蛋白tau的影响。方法:体外培养rMC-1细胞。RT-PCR、免疫荧光和Western blotting检测相关mRNA和蛋白的表达水平,CCK-8和流式细胞术检测细胞凋亡。结果:结果显示,在OGD条件下,rMC-1细胞数量减少,PERK/eIF2a通路被激活,p-tau、LC3、Beclin1和Caspase-12蛋白的表达增加。PERK敲除后,上述蛋白的表达降低,细胞凋亡也减少。结论:根据本研究结果,特异性下调PERK表达对OGD条件下的rMC-1细胞具有抗凋亡作用。这可能是视网膜缺血损伤期间MG细胞凋亡的机制之一。

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
内质网应激在OGD诱导的rMC-1细胞凋亡中的作用,以及PERK/自噬/tau通路之间的关联。
核心机制
OGD激活PERK/eIF2α通路,上调自噬相关蛋白LC3和Beclin1,以及凋亡相关蛋白CHOP和Caspase-12,并增加p-tau表达,导致细胞凋亡;敲低PERK可抑制上述过程。
主要证据
OGD处理rMC-1细胞后,Western blot检测PERK/eIF2α通路激活、自噬和凋亡蛋白表达增加;siRNA敲低PERK后,这些蛋白表达降低,流式细胞术显示细胞凋亡减少。
研究意义
研究为缺血性视网膜病变的治疗提供了潜在靶点,即通过抑制PERK表达减少自噬和tau磷酸化,保护Müller胶质细胞,维持视网膜神经元。

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

细胞培养与鉴定

获得并确认用于实验的大鼠Müller胶质细胞。

体外培养rMC-1细胞,通过免疫细胞化学染色检测GFAP和谷氨酰胺合成酶的表达。

2

OGD模型建立

模拟视网膜缺血缺氧环境,诱导细胞损伤。

将rMC-1细胞置于无糖无血清DMEM中,在1% O2、5% CO2、94% N2条件下培养不同时间。

3

PERK基因敲低

验证PERK在OGD诱导凋亡中的作用。

使用siRNA转染rMC-1细胞,敲低PERK表达。

4

细胞活力与凋亡检测

评估OGD和PERK敲低对细胞活力和凋亡的影响。

使用CCK-8检测细胞活力,流式细胞术检测凋亡率。

5

蛋白和mRNA表达检测

检测内质网应激、自噬和凋亡相关蛋白及mRNA的表达变化。

Western blotting检测GRP78、PERK、p-PERK、eIF2α、p-eIF2α、LC3、Beclin1、CHOP、Caspase-12、Tau、p-Tau;RT-PCR检测GRP78、LC3、Tau的mRNA表达。

6

免疫荧光染色

观察自噬和凋亡相关蛋白的细胞定位和表达水平。

免疫荧光检测LC3、Beclin1和Caspase-12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
DMEM/F12培养基----
胎牛血清Invitrogen-Gibco--
青霉素/链霉素----
0.25%胰蛋白酶-EDTAGibco--
Lipo8000 RNAiMAX转染试剂ThermoFisher Scientific--
Silencer Select阴性对照siRNAInvitrogen--
抗GFAP抗体CST80788T
抗谷氨酰胺合成酶抗体Abcamab176562
抗LC3抗体CST12741T
抗Beclin1抗体CST3495T
抗Caspase-12抗体Biossbs-1105R
DAPIThermo--
CCK-8试剂盒TAKARA--
Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒BD--
TRIzol试剂Biosharp--
逆转录试剂盒TAKARA--
RIPA细胞裂解液----
抗GRP78/BIP抗体Abcamab108613
抗PERK抗体CST5683t
抗p-PERK抗体Biossbs-3330R
抗p-eIF2α抗体CST5324T
抗CHOP抗体CST2895T
抗Tau抗体CST46687T
抗p-Tau抗体CST20194T
山羊抗兔IgG二抗Abcamab6721

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
rMC-1细胞系来源:Beina Chuanglian Biotechnology Research Institute;培养基、血清浓度、培养条件
阅读提示:Materials and methods, Primary cell culture and expansion
OGD模型
OGD处理时间(12小时)、氧气浓度(1%)、无糖无血清DMEM
阅读提示:Materials and methods, Oxygen-glucose deprivation (OGD)
PERK敲低
siRNA序列(si-PERK-655)、浓度(10 nM)、转染试剂(Lipo8000 RNAiMAX)、转染时间(48小时)
阅读提示:Materials and methods, RNA interference
细胞活力检测
CCK-8检测时间点(0、2、4、8、12小时)、细胞接种密度(1×10^4/孔)、检测波长(490 nm)
阅读提示:Materials and methods, Detection of cell toxicity
凋亡检测
细胞密度(1×10^6/ml)、Annexin V和PI用量、孵育时间(15分钟)
阅读提示:Materials and methods, Apoptosis assay
Western blotting
抗体稀释度、内参(β-actin)、蛋白提取方法
阅读提示:Materials and methods, Western blotting
RT-PCR
引物序列、内参基因(GAPDH)、定量方法(2^-ΔΔCt)
阅读提示:Materials and methods, RT-PCR