蛋氨酸刺激ARID1A降解并激活PI3K-SREBP1信号通路以促进牛乳腺上皮细胞乳脂合成

Met stimulates ARID1A degradation and activation of the PI3K-SREBP1 signaling to promote milk fat synthesis in bovine mammary epithelial cells.

作者信息Hao Qi, Gang Lin, Siqi Guo, Xudong Guo, Congying Yu, Minghui Zhang, Xuejun Gao
PMID37837279
发布时间2023-12
DOI10.1080/10495398.2023.2265167

实验完整度

包含基因敲低与激活、Western blot、qRT-PCR、脂质含量检测、免疫荧光和亚细胞分离等多个独立实验层级,并进行了功能与机制验证。

主要模型

牛乳腺上皮细胞(BMECs) CRISPR/dCas9基因激活系统处理的BMECs

重点核对

BMECs纯度通过CK18和β-casein免疫荧光验证 ARID1A敲低使用siRNA转染,效率约75%和80% Met处理浓度0.6 mM,处理时间24小时 ARID1A基因激活使用pSPgRNA-85和SP-dCas9-VPR共转染 Western blot和qRT-PCR结果均以β-actin为内参

摘要

蛋氨酸(Met)能促进牛乳腺上皮细胞(BMECs)的乳脂合成,但其潜在的分子机制在很大程度上是未知的。在本报告中,我们旨在探讨富含AT相互作用结构域1A(ARID1A)在Met刺激的乳脂合成中的作用和分子机制。ARID1A敲低和激活表明,ARID1A负调控BMECs中甘油三酯、胆固醇和游离脂肪酸的合成以及脂滴的形成。ARID1A还负调控PI3K和AKT蛋白的磷酸化,以及SREBP1的表达和成熟。Met刺激PI3K和AKT蛋白的磷酸化以及SREBP1的表达和成熟,而ARID1A基因激活阻断了Met的刺激效应。我们进一步发现ARID1A位于BMECs的细胞核中,而Met减少了ARID1A的核定位和表达。ARID1A基因激活阻断了Met对PI3K和SREBP1 mRNA表达的刺激。总之,我们的数据表明,ARID1A通过抑制PI3K-SREBP1信号通路负调控Met在BMECs中刺激的乳脂合成,这可能为改善乳脂合成提供一些新的视角。

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
ARID1A是否参与蛋氨酸刺激的牛乳腺上皮细胞乳脂合成及其分子机制是什么?
核心机制
ARID1A通过抑制PI3K-SREBP1信号通路负调控乳脂合成;Met通过诱导ARID1A降解,解除其对PI3K和SREBP1基因表达的抑制作用,从而促进SREBP1表达和成熟。
主要证据
ARID1A敲低增加甘油三酯、胆固醇、游离脂肪酸及脂滴形成;基因激活则相反。Western blot显示ARID1A负调控PI3K/AKT磷酸化及SREBP1表达。Met处理减少ARID1A核定位和表达,ARID1A激活阻断Met效应。
研究意义
研究为改善乳脂合成提供了新的视角,并为探索改善乳脂合成的饲喂策略提供基础。

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

BMECs分离与纯度鉴定

获取高纯度的牛乳腺上皮细胞用于后续实验。

从泌乳奶牛乳腺组织分离BMECs,通过CK18和β-casein免疫荧光鉴定细胞纯度。

2

ARID1A敲低与基因激活

明确ARID1A对乳脂合成及相关信号通路的影响。

使用siRNA敲低ARID1A,并使用CRISPR/dCas9系统(pSPgRNA-85和VPR)激活ARID1A表达,检测脂质合成指标。

3

信号通路蛋白检测

验证ARID1A对PI3K-SREBP1信号通路的调控。

通过Western blot检测ARID1A、PI3K、AKT及其磷酸化水平、FL-SREBP1和N-SREBP1蛋白水平。

4

基因表达分析

检测ARID1A对PI3K和SREBP1 mRNA表达的影响。

利用qRT-PCR检测ARID1A、PI3K和SREBP1的mRNA表达水平。

5

亚细胞定位分析

观察ARID1A在细胞内的定位以及Met对其的影响。

通过免疫荧光和核质分离实验,检测ARID1A的核定位及Met处理后的变化。

6

Met刺激实验

验证Met对ARID1A及PI3K-SREBP1通路和乳脂合成的影响。

BMECs在无血清培养基中饥饿12小时后,加入0.6 mM Met处理24小时,检测脂质合成指标、信号通路蛋白和mRNA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
DMEM/F12培养基Gibco11320082
OPTI-MEMI培养基Gibco31985070
胎牛血清----
青霉素----
链霉素----
鼠尾胶原----
细胞培养瓶CorningCLS430639
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000015
ARID1A siRNAGenePharma--
pSPgRNA-85质粒----
SP-dCas9-VPR质粒----
RIPA裂解液BeyotimeP0013C
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0011
硝酸纤维素膜----
脱脂牛奶----
ARID1A抗体Cell Signaling Technology#12354
β-tubulin抗体Cell Signaling Technology#2128S
SREBP1抗体Proteintech14088-1-AP
lamin B1抗体Proteintech66095-1-Ig
nSREBP1抗体Biossbs-1402R
PI3K抗体Biossbs-2067R
磷酸化PI3K抗体Biossbs-5570R
磷酸化AKT1抗体Santa Cruzsc-135650
AKT1抗体Santa Cruzsc-1618
β-actin抗体Santa Cruzsc-47778
辣根过氧化物酶标记的二抗----
化学发光凝胶成像系统PeiqingJS-1070
ImageJ软件NIH--
RNAeasy动物RNA提取试剂盒BeyotimeR0026
BeyoRT II第一链cDNA合成试剂盒BeyotimeD7168S
BeyoFast SYBR Green qPCR预混液BeyotimeD7260
CFX96 Touch荧光定量PCR仪Bio-Rad--
甘油三酯检测试剂盒ApplygenE1013
总胆固醇检测试剂盒ApplygenE1015
游离脂肪酸检测试剂盒JianchengA042-2-1
BODIPY 493/503染料InvitrogenD3922
DAPI染料BeyotimeC1002
激光共聚焦显微镜LeicaTCS-SP2 AOBS
ARID1A抗体(A7607)ABclonalA7607
β-酪蛋白抗体Biossbs-8245R
CK18抗体Santa Cruzsc-58719
FITC标记的二抗Bioss--
核蛋白和胞质蛋白提取试剂盒BeyotimeP0027

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
细胞培养与处理
细胞分离来源、培养条件(DMEM/F12含10%FBS、青霉素、链霉素)、无血清饥饿时间(12小时)、Met浓度(0.6 mM)、处理时间(24小时)
阅读提示:Methods: Cell culture, identification and treatment
ARID1A敲低
siRNA序列、转染试剂(Lipofectamine 3000)、siRNA浓度(100 pmol)、转染时间(24小时)
阅读提示:Methods: ARID1A siRNA transfection
ARID1A基因激活
质粒构建(pSPgRNA-85和VPR)、共转染时间(48小时)、使用Lipofectamine 3000
阅读提示:Methods: Construction and transfection of ARID1A gene activation vector
Western blot
蛋白上样量(20 μg/泳道)、凝胶浓度(8%或10%)、一抗稀释比例和孵育条件、内参选择(β-actin)
阅读提示:Methods: Western blotting
qRT-PCR
RNA提取量(1 μg)、引物序列、内参基因(β-actin)、数据处理方法(2-ΔΔCt)
阅读提示:Methods: Real-time quantitative PCR