补肾活络方通过调节外泌体miR-30a-5p/SOCS3/mTOR/NLRP3信号介导的自噬和焦亡来改善多囊卵巢综合征

Bushenhuoluo Decoction improves polycystic ovary syndrome by regulating exosomal miR-30a-5p/ SOCS3/mTOR/NLRP3 signaling-mediated autophagy and pyroptosis.

作者信息Qun Huang, Yuanbin Li, Zhuang Chen, Huiping Ou, Yanjiao Tan, Hui Lin
PMID38302986
发布时间2024-02-01
DOI10.1186/s13048-024-01355-x

实验完整度

包含动物模型、体外细胞实验、外泌体鉴定、双荧光素酶和RIP验证等多个独立证据层级,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

DHEA诱导的PCOS大鼠模型 原代卵巢颗粒细胞 血清来源外泌体 293T细胞

重点核对

DHEA诱导PCOS大鼠模型剂量为6 mg/100g,皮下注射20天 BSHLD给药剂量为18 g/kg,灌胃14天 LPS处理GCs的浓度(0.5-10 ug/mL)和时间(48小时) miR-30a-5p agomir/antagomir转染及SOCS3过表达慢病毒感染 雷帕霉素(mTOR抑制剂)处理验证通路

摘要

背景:多囊卵巢综合征(PCOS)是一种常见且复杂的内分泌疾病,仍然是不孕的主要原因。补肾活络方(BSHLD)已被证实对PCOS具有疗效。本研究旨在探讨BSHLD治疗作用的潜在机制。方法:通过脱氢表雄酮(DHEA)诱导PCOS大鼠模型。检测血清激素和细胞因子水平以及卵巢病理改变以评估卵巢功能。通过透射电子显微镜和纳米颗粒跟踪分析鉴定外泌体(Exos)。采用RT-qPCR、Western blotting、免疫组化染色和免疫荧光染色检测分子表达。通过CCK-8和流式细胞术分别评估颗粒细胞(GCs)的增殖和焦亡。通过双荧光素酶报告基因和RIP实验验证miR-30a-5p与细胞因子信号传导抑制因子3(SOCS3)之间的结合关系。结果:BSHLD治疗改善了PCOS大鼠的血清激素异常、胰岛素敏感性和卵巢形态学改变。此外,BSHLD治疗抑制了PCOS大鼠卵巢组织中过度的自噬和焦亡。此外,BSHLD降低了血清、血清来源的外泌体和卵巢组织中miR-30a-5p的表达,从而抑制了GCs中的自噬和NLRP3介导的焦亡。机制上,SOCS3被证明是miR-30a-5p的靶标,并能激活mTOR/P70S6K通路以抑制自噬。miR-30a-5p缺乏对GCs自噬和焦亡的抑制作用被雷帕霉素减弱。结论:总之,BSHLD通过调节外泌体miR-30a-5p/SOCS3/mTOR信号抑制自噬和焦亡,从而改善PCOS。

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
补肾活络方(BSHLD)是否通过调节外泌体miR-30a-5p/SOCS3/mTOR信号通路抑制自噬和焦亡,从而改善PCOS?
核心机制
BSHLD降低血清外泌体miR-30a-5p表达,miR-30a-5p靶向SOCS3并抑制其表达,导致mTOR/P70S6K信号失活,从而解除对自噬的抑制,并促进NLRP3介导的焦亡。
主要证据
在DHEA诱导的PCOS大鼠模型中,BSHLD改善卵巢功能并抑制自噬和焦亡;体外实验显示,BSHLD处理的外泌体抑制LPS诱导的GCs自噬和焦亡;双荧光素酶和RIP实验验证miR-30a-5p与SOCS3的直接结合;雷帕霉素逆转miR-30a-5p抑制的作用。
研究意义
该研究为BSHLD治疗PCOS提供了理论依据,并提示miR-30a-5p和SOCS3可能作为PCOS的诊断和治疗靶点。

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

建立PCOS大鼠模型并评估BSHLD疗效

验证BSHLD对PCOS大鼠卵巢功能和病理改变的影响。

使用DHEA诱导PCOS大鼠模型,BSHLD灌胃治疗14天;检测体重、卵巢指数、血清激素水平、胰岛素抵抗指标和卵巢组织学变化。

2

评估BSHLD对自噬和焦亡的抑制作用

检测BSHLD对PCOS大鼠卵巢组织中自噬和NLRP3介导的焦亡的影响。

通过ELISA检测IL-1β和IL-18水平,RT-qPCR检测NLRP3、ASC、Caspase1 mRNA,免疫组化和Western blot检测自噬和焦亡相关蛋白表达。

3

检测血清外泌体miR-30a-5p表达

明确BSHLD对PCOS大鼠血清、外泌体和卵巢组织中miR-30a-5p表达的影响。

提取血清外泌体并用TEM和NTA鉴定;RT-qPCR检测miR-30a-5p表达。

4

体外验证BSHLD外泌体对GCs自噬和焦亡的影响

探讨BSHLD调节的外泌体miR-30a-5p是否影响LPS诱导的GCs自噬和焦亡。

原代GCs与来自不同处理组的外泌体共培养,LPS刺激,检测miR-30a-5p表达、细胞活力、自噬和焦亡相关分子。

5

验证miR-30a-5p靶向SOCS3并调控mTOR通路

确认miR-30a-5p是否直接靶向SOCS3并影响mTOR/P70S6K信号。

通过TargetScan预测结合位点,双荧光素酶报告基因和RIP验证结合,过表达或敲低miR-30a-5p检测SOCS3和mTOR通路蛋白。

6

验证mTOR通路在miR-30a-5p调控自噬和焦亡中的作用

证明mTOR/P70S6K通路是否介导miR-30a-5p对自噬和焦亡的调控。

使用miR-30a-5p antagomir和雷帕霉素处理GCs,检测自噬和焦亡指标。

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
脱氢表雄酮Merck--
补肾活络方The First Affiliated Hospital, Hunan University of Traditional Chinese Medicine--
睾酮ELISA试剂盒Abcamab285350
雌二醇ELISA试剂盒Abcamab285285
促黄体生成素ELISA试剂盒USCN Life Science and Technology CompanyCEA441Ra
促卵泡激素ELISA试剂盒USCNCEA830Ra
空腹胰岛素ELISA试剂盒Abcamab273188
血糖仪Omron--
抗NLRP3抗体Thermo FisherMA5-32255
抗LC3B抗体Thermo FisherPA1-46286
山羊抗兔二抗Abcamab207995
大鼠IL-1β ELISA试剂盒Abcamab255730
大鼠IL-18 ELISA试剂盒Abcamab213909
TRIzol试剂Thermo Fisher--
逆转录试剂盒(M-MLV)Invitrogen--
SYBR Green qPCR预混液Thermo Fisher--
RIPA裂解液Yeasen--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Biotechnology--
PVDF膜Millipore--
抗LC3II/I抗体Biossbs-8878R
抗Beclin1抗体Biossbs-1353R
抗ATG5抗体Biossbs-4005R
抗ULK1抗体Biossbs-3602R
抗p-mTOR抗体Biossbs-3495R
抗mTOR抗体Biossbs-1992R
抗p-P70S6K抗体CST97596
抗P70S6K抗体CST34475
抗NLRP3抗体Abcamab263899
抗SOCS3抗体Biossbs-24250R
抗TSG101抗体Biossbs-1365R
抗CD63抗体Biossbs-23032R
抗calnexin抗体Biossbsm-52639R
抗β-actin抗体Biossbs-0061R
山羊抗兔IgGAbcamab672
增强化学发光液Yeasen--
miRNeasy微型试剂盒Qiagen--
DMEM/F-12培养基Thermo Fisher--
胎牛血清Thermo Fisher--
脂多糖----
miR-30a-5p agomir/antagomirGenepharma--
携带SOCS3过表达质粒的慢病毒Genepharma--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
CCK-8试剂Beyotime--
抗caspase-1抗体InvitrogenSU40-07
碘化丙啶Abcam--
山羊抗兔IgG H&L (FITC)Abcamab6717
DAPI染料Boster--
Imprint RNA免疫沉淀试剂盒Sigma-Aldrich--
抗IgG抗体Abcamab172730
抗AgO2抗体Abcamab18673
pmirGLO质粒Promega--
海肾-萤火虫荧光素酶双检测试剂盒Promega--

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
动物模型建立
DHEA诱导剂量、注射方式、溶剂、持续时间;BSHLD给药剂量、方式和时间;动物品系、体重、分组和样本量
阅读提示:Methods中的Animal model部分,以及Fig. 1A
激素和代谢指标检测
ELISA试剂盒的具体货号和厂家;血糖仪型号;FPG和FINS的测量方法;HOMA-IR计算公式
阅读提示:Methods中的Detection of serum hormones部分
外泌体提取和鉴定
外泌体提取试剂盒和具体步骤;TEM和NTA的仪器参数;外泌体标志物检测抗体
阅读提示:Methods中的Extraction and identification of exosomes部分
细胞培养和处理
原代GCs的分离方法(PMSG剂量、卵巢采集、穿刺);培养基和血清种类;LPS处理浓度和时间;外泌体共培养的剂量和方式
阅读提示:Methods中的Isolation of primary ovarian granular cells (GCs) and treatment部分
细胞转染
miR-30a-5p agomir/antagomir及NC的序列和浓度;Lipofectamine 2000的使用量;慢病毒感染MOI或浓度
阅读提示:Methods中的Agomir/antagomir treatment and lentivirus infection部分
功能检测
CCK-8检测的细胞密度、处理时间;流式检测焦亡的抗体和使用浓度;ELISA检测IL-1β和IL-18的试剂盒和操作
阅读提示:Methods中的Cell counting kit-8、Pyroptosis detection、Detection of IL-1β and IL-18 levels部分
机制验证
双荧光素酶报告实验中的质粒构建和转染比例;RIP实验中的抗体和使用量;mTOR抑制剂rapamycin的使用浓度和时间
阅读提示:Methods中的Dual-luciferase reporter assay和RNA immunoprecipitation部分,以及Results部分