MUC13表达与定位分析
确定MUC13在肠道不同部位和细胞类型中的表达水平及亚细胞定位。
利用公共单细胞RNA测序数据分析成人肠道各部位及各类细胞中MUC13等黏蛋白的表达;通过免疫荧光共聚焦显微镜检测HRT18和Caco-2细胞中MUC13的定位,并用MAL-II、occludin标记膜与顶面。
MUC13 negatively regulates tight junction proteins and intestinal epithelial barrier integrity via protein kinase C.
包含CRISPR/Cas9基因敲除、回补实验、TEER测量、通透性检测、质谱膜蛋白组学、蛋白降解分析及激酶抑制剂实验等多层级验证。
HRT18细胞系 Caco-2细胞系 CRISPR/Cas9构建的MUC13敲除及胞尾缺失HRT18细胞系
MUC13敲除细胞系(ΔMUC13)中TEER升高及Lucifer Yellow通透降低 MLCK抑制剂ML-7、ROCK抑制剂Y-27632、PKC抑制剂GF-109203X对ΔMUC13细胞TEER的影响 膜蛋白组学分析显示ΔMUC13细胞中紧密连接蛋白(claudin-1、-2、-3、-4等)表达上调 PKC抑制剂处理对ΔMUC13细胞膜上claudin-1、-3、-4蛋白水平的影响 MUC13-ΔCT细胞中TEER不显著改变但Lucifer Yellow通透降低
提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
确定MUC13在肠道不同部位和细胞类型中的表达水平及亚细胞定位。
利用公共单细胞RNA测序数据分析成人肠道各部位及各类细胞中MUC13等黏蛋白的表达;通过免疫荧光共聚焦显微镜检测HRT18和Caco-2细胞中MUC13的定位,并用MAL-II、occludin标记膜与顶面。
生成MUC13全敲除和胞质尾区缺失的HRT18细胞系,以研究MUC13功能。
设计双gRNA策略,删除MUC13第2外显子380bp或第10外显子121bp,构建HRT18-WT、ΔMUC13和MUC13-ΔCT细胞系,通过PCR测序、Western blot和免疫荧光验证。
验证MUC13缺失的表型可通过MUC13过表达回补。
利用慢病毒转导构建强力霉素诱导的MUC13-GFP过表达(WT+pMUC13)和回补(ΔMUC13+pMUC13)细胞系,检测GFP表达和TEER。
评估MUC13缺失对上皮屏障功能的影响。
在Transwell系统中培养细胞14天,测定TEER随时间的变化;使用Lucifer Yellow、FITC-dextran和LPS通透性实验检测小分子和大分子的跨膜运输;用L. plantarum处理野生型和ΔMUC13细胞检测TEER变化。
鉴定MUC13缺失后膜蛋白组成的变化,特别是紧密连接蛋白。
通过亚细胞分级分离富集膜组分,Western blot验证,然后进行质谱分析,比较WT、ΔMUC13和MUC13-ΔCT细胞膜蛋白丰度。
确定MUC13缺失是否影响紧密连接蛋白的降解。
使用sulfo-NHS SS-biotin标记细胞表面蛋白,在0、1、3天收集蛋白,通过链霉亲和素沉淀和Western blot检测occludin、claudin-1、claudin-4和E-cadherin的含量。
探究MLCK、ROCK和PKC是否参与MUC13缺失引起的高TEER。
在WT、ΔMUC13和MUC13-ΔCT细胞培养过程中分别加入ML-7、Y-27632和GF-109203X,监测TEER变化。
确定MUC13对PKC亚型的影响,验证PKC在claudin积累中的作用。
通过Western blot检测WT、ΔMUC13和MUC13-ΔCT细胞中PKCα、PKCβ-I、PKCδ、PKCε、PKCζ和磷酸化PKC的水平;在有无PKC抑制剂GF-109203X条件下,分析膜组分中claudin-1、-3、-4的表达。
按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 细胞培养 | 含GlutaMAX的DMEM培养基 | Life Technologies | 31966047 |
| 胎牛血清 | Sigma-Aldrich | F7524 | |
| 胰蛋白酶 | Thermo Fisher Scientific | 25200-072 | |
| 青霉素/链霉素 | BioConnect | ML-105L | |
| 博来霉素 | InvivoGen | ant-zn | |
| 诺莫霉素 | InvivoGen | ant-nr | |
| 杀稻瘟菌素 | InvivoGen | ant-bl | |
| 潮霉素 | InvivoGen | ant-hg | |
| 细菌培养 | MRS培养基 | Millipore | 69966 |
| Western blotting | 抗Claudin-1抗体 | Thermo Fisher Scientific | 51-9000 |
| 抗Claudin-3抗体 | Thermo Fisher Scientific | 34-1700 | |
| 抗Claudin-4抗体 | Thermo Fisher Scientific | 32-9400 | |
| 抗Occludin抗体 | Invitrogen | 33-1500 | |
| 抗E-cadherin抗体 | Abcam | ab1416 | |
| 抗PKCα抗体 | Abcam | ab32376 | |
| 抗PKCβ-I抗体 | Abcam | ab195039 | |
| 抗PKCδ抗体 | Abcam | ab182126 | |
| 抗PKCε抗体 | Abcam | ab63638 | |
| 抗PKCζ抗体 | Santa Cruz Biotechnology | sc-216 | |
| 抗泛磷酸化PKC抗体 | Cell Signaling Technology | 9371 | |
| 抗GAPDH抗体 | Merck | G9545 | |
| 抗β-肌动蛋白抗体 | Bioss | bs-0061R | |
| 抗MUC13胞质尾抗体 | Abcam | ab235450 | |
| 免疫荧光 | MAL-II生物素化凝集素 | Vector Lab | B-1265-1 |
| Western blotting | 抗Na⁺/K⁺-ATPase抗体 | Abcam | ab76020 |
| 免疫荧光 | 抗ZO-1抗体 | Abcam | ab216880 |
| Western blotting | 抗乙酰化组蛋白H3抗体 | Merck | 07-352 |
| 山羊抗小鼠HRP | Sigma-Aldrich | A2304 | |
| 山羊抗兔HRP | Sigma-Aldrich | A4914 | |
| 免疫荧光 | Alexa Fluor 488山羊抗小鼠IgG | Thermo Fisher Scientific | A11029 |
| Alexa Fluor 568山羊抗小鼠IgG | Thermo Fisher Scientific | A11031 | |
| Alexa Fluor 488山羊抗兔IgG | Thermo Fisher Scientific | A11034 | |
| Alexa Fluor 568链霉亲和素 | Thermo Fisher Scientific | S11226 | |
| DAPI | Invitrogen | D21490 | |
| 通透性实验 | FITC-葡聚糖4kDa | Sigma-Aldrich | 46944 |
| FITC-葡聚糖70kDa | Sigma-Aldrich | 46945 | |
| 荧光黄CH二钾盐 | Sigma-Aldrich | L0144 | |
| LPS转运实验 | 大肠杆菌0111:B4脂多糖 | InvivoGen | tlrl-3pelps |
| 生物素化实验 | 磺基-NHS-SS-生物素 | Thermo Fisher Scientific | PG82077 |
| 基因编辑 | pCRISPR-hCas9-2xgRNA-Puro质粒 | -- | -- |
| FastAP碱性磷酸酶 | Thermo Fisher Scientific | -- | |
| T4多核苷酸激酶 | Thermo Fisher Scientific | -- | |
| 细胞转染 | Fugene转染试剂 | Promega | -- |
| 嘌呤霉素 | Life Technologies | -- | |
| 过表达 | pcDNA3.1载体 | -- | -- |
| pInducer 20-extended MCS (pKSU59) | -- | -- | |
| 慢病毒包装 | Lipofectamine 3000转染试剂 | Invitrogen | L3000001 |
| 过表达诱导 | 多西环素 | Sigma-Aldrich | D3072 |
| 免疫荧光 | Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100 |
| 明胶 | Sigma-Aldrich | CM135a | |
| 牛血清白蛋白 | Sigma-Aldrich | A7030 | |
| Prolong Diamond封片剂 | Invitrogen | P36990 | |
| PLA | Duolink原位PLA红色试剂盒 | Merck | DUO92008 |
| Duolink PLA抗小鼠MINUS探针 | Merck | DUO92004 | |
| Duolink PLA抗兔PLUS探针 | Merck | DUO92002 | |
| TEER测量 | 12孔Transwell板,12mm插入物,0.4µm孔径 | Costar | 3401 |
| 24孔Transwell板,6.5mm插入物,0.4µm孔径 | Costar | 3470 | |
| Millicell ERS-2电压电阻表 | Millipore | -- | |
| 激酶抑制 | ML-7 | -- | -- |
| Y-27632 | -- | -- | |
| GF-109203X | -- | -- | |
| 蛋白浓度测定 | Pierce BCA蛋白定量试剂盒 | Thermo Fisher Scientific | 23225 |
| 蛋白电泳 | Trans-Blot Turbo转印系统 | Bio-Rad | -- |
| Clarity Western ECL发光液 | Bio-Rad | -- | |
| Femto ECL发光液 | Bio-Rad | -- | |
| PVDF膜 | -- | -- | |
| 蛋白磷酸化检测 | 无甲醇甲醛 | Thermo Fisher Scientific | 28906 |
| Halt蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物 | Thermo Fisher Scientific | 78441 | |
| 生物素化实验 | Pierce链霉亲和素琼脂糖珠 | Thermo Fisher Scientific | -- |
| 质谱样品制备 | Lys-C内切酶 | Wako | -- |
| 胰蛋白酶 | Sigma-Aldrich | -- | |
| Sep-Pak C18 1cc真空小柱 | Waters | -- | |
| 质谱分析 | Orbitrap Exploris 480质谱仪 | Thermo Fisher Scientific | -- |
| UltiMate 3000超高效液相色谱系统 | Thermo Fisher Scientific | -- | |
| C18 PepMap100 µ-预柱 | Thermo Fisher Scientific | -- | |
| Agilent Poroshell分析柱 | Agilent | -- | |
| 荧光检测 | FLUOstar Omega酶标仪 | BMG Labtech | -- |
| LPS检测 | QUANTI-Blue底物 | InvivoGen | rep-qbs |
| 细胞培养 | HEK-Blue hTLR4细胞 | InvivoGen | hkb-htlr4 |
| HEK293T细胞 | ATCC | CRL-3216 | |
| HRT18细胞 | ATCC | CCL-244 | |
| Caco-2细胞 | ATCC | HTB-37 | |
| 细菌培养 | 植物乳杆菌 | ATCC | 14917 |
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 |
|---|---|
| 细胞培养与分化 | HRT18细胞在DMEM含10% FCS条件下培养,分化2周以形成紧密连接;ΔMUC13和MUC13-ΔCT细胞由CRISPR/Cas9生成,需确认基因型。 阅读提示:详见'Cell lines, bacteria and culture conditions'和'Generation of HRT18 ΔMUC13 and MUC13-ΔCT cell lines using CRISPR/Cas9' |
| TEER测量 | 细胞接种于12孔Transwell板,插入物孔径0.4µm,初始汇合度30-60%,分化14天。 阅读提示:详见'TEER measurements' |
| 通透性实验 | Lucifer Yellow浓度400µg/ml孵育2小时,FITC-dextran 4kDa和70kDa浓度1mg/ml孵育6小时,LPS-EB 5mg/孔孵育24小时。 阅读提示:详见'Epithelial permeability assays with Lucifer Yellow and FITC–dextran'和'LPS translocation assays' |
| 激酶抑制剂实验 | ML-7(50µM)、Y-27632(50µM)、GF-109203X(20µM)在第3、6、9天添加,影响TEER的MLCK、ROCK和PKC通路。 阅读提示:详见'TEER measurements'和'Results TEER buildup in the absence of MUC13 is dependent on MLCK, ROCK and PKC kinases'相关部分 |
| 膜蛋白组学分析 | 细胞分化14天后进行亚细胞分级分离,超速离心100,000g 1小时,质谱分析蛋白表达。 阅读提示:详见'Subcellular fractionation'和'LC-MS/MS' |