m6A阅读蛋白HNRNPC通过调节巨噬细胞表型在DSS诱导的结肠炎中发挥关键调控作用

The m6A reader HNRNPC is a key regulator in DSS-induced colitis by modulating macrophage phenotype.

作者信息Xiaohui Fang, Yu Zhang, Ziliang Ke, Yang Zhang, Yiken Lin, Yibo Huang, Jianhua Zhou, Huiting Su, Jun Xu, Yulan Liu
PMID40124522
期刊iScience
发布时间2025-01-16
DOI10.1016/j.isci.2025.111812

实验完整度

包含体内DSS结肠炎模型、体外细胞实验、RNA-seq、过继转移验证等多层证据,并进行了机制验证。

主要模型

DSS诱导的急性结肠炎小鼠模型(C57BL/6J雄性小鼠) Raw264.7小鼠巨噬细胞系 THP-1人单核细胞系(PMA诱导分化为巨噬细胞)

重点核对

HNRNPC在结肠巨噬细胞中的表达变化(上调) siRNA敲低HNRNPC的效率(mRNA和蛋白水平) LPS刺激浓度和时间(Raw264.7: 1 μg/mL, 2-24 h; THP-1: 100或500 ng/mL, 4或24 h) 过继转移实验中的细胞数量和注射时间(2×10^6细胞,第0,3,5,7天) actinomycin D处理浓度和时间(2 μg/mL, 1,2,4 h)

摘要

m6A调控因子已被证明可调节溃疡性结肠炎中肠上皮细胞和免疫细胞的功能。本研究旨在阐明m6A阅读蛋白异质核核糖核蛋白C(HNRNPC)是否以及如何在结肠炎中调节巨噬细胞功能。我们在炎症Raw264.7细胞和DSS诱导的结肠炎巨噬细胞中观察到HNRNPC表达升高。敲低HNRNPC可减轻LPS诱导的巨噬细胞体外活化。此外,与转染阴性对照siRNA的巨噬细胞相比,过继转移HNRNPC敲低的巨噬细胞可显著缓解结肠炎。此外,RNA测序揭示HNRNPC通过抑制可变mRNA剪接、涉及调节急性炎症反应、促进细胞趋化和迁移来调节巨噬细胞功能。此外,HNRNPC可以调控Itgb7的稳定性,Itgb7可能是HNRNPC在巨噬细胞中的有效靶点。我们的研究结果强调了抑制巨噬细胞中HNRNPC在缓解结肠炎中的关键作用和治疗潜力。

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
HNRNPC是否以及如何调节巨噬细胞功能从而影响DSS诱导的结肠炎?
核心机制
HNRNPC通过调节mRNA稳定性(特别是Itgb7)以及影响mRNA剪接、加工和结合,调控巨噬细胞的炎症反应、趋化和迁移。
主要证据
体外实验显示HNRNPC敲低降低LPS诱导的炎症因子表达;过继转移HNRNPC敲低巨噬细胞减轻DSS结肠炎;RNA-seq和qPCR验证HNRNPC调控炎症、粘附、剪接相关基因;actinomycin D实验证明HNRNPC影响Itgb7稳定性。
研究意义
研究提示抑制巨噬细胞中HNRNPC可能具有治疗IBD的潜力,并为IBD治疗提供了新的潜在靶点(Itgb7)。

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

单细胞测序分析HNRNPC在肠道细胞中的表达

鉴定在肠道中高表达的m6A调控因子

对3名UC患者和3名健康对照的肠道组织进行单细胞测序,聚类分析并检测m6A调控因子的表达。

2

建立DSS诱导的急性结肠炎小鼠模型并检测HNRNPC表达

评估HNRNPC在结肠炎中的表达变化

用2.5% DSS饮水7天,再正常饮水3天,诱导急性结肠炎,通过qPCR和Western blot检测结肠组织和上皮细胞中HNRNPC的表达,并用流式细胞术检测结肠固有层免疫细胞中HNRNPC的表达。

3

体外细胞实验验证HNRNPC敲低对巨噬细胞炎症的影响

确定HNRNPC对LPS诱导的巨噬细胞炎症的调节作用

在Raw264.7和THP-1细胞中敲低HNRNPC,然后用LPS刺激,检测炎症因子表达。

4

过继转移HNRNPC敲低巨噬细胞验证对结肠炎的缓解作用

在体内验证巨噬细胞HNRNPC敲低对DSS结肠炎的影响

将siHNRNPC或siNC转染的Raw264.7细胞经尾静脉注射入DSS结肠炎小鼠,评估疾病活动指数、结肠长度、组织病理和细胞因子表达。

5

RNA测序及生信分析HNRNPC调控的机制

探索HNRNPC调控巨噬细胞功能的潜在机制

对HNRNPC敲低和对照Raw264.7细胞进行转录组测序,进行GO、GSEA分析,鉴定差异表达基因和通路。

6

验证HNRNPC对Itgb7 mRNA稳定性的调控

验证HNRNPC是否通过影响mRNA稳定性调控靶基因

用actinomycin D抑制RNA合成,检测HNRNPC敲低后Itgb7等基因的mRNA衰减速率。

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
兔单克隆抗HNRNPC抗体Zen-bioR381235
兔多克隆抗HNRNPC抗体Proteintech11760-1-AP
小鼠单克隆抗GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
小鼠单克隆抗GAPDH抗体Abcamab8245
TruStain FcX抗小鼠CD16/32Biolegend101319
FITC抗小鼠CD45Biolegend157213
PE/Cyanine7抗小鼠F4/80Biolegend123113
PE抗小鼠/人CD11bBiolegend101207
PE/Dazzle 594抗小鼠CD86Biolegend105042
APC抗小鼠CD206Biolegend141707
山羊抗兔IgG H&L(Alexa Fluor 405)二抗Zen-bio550106
葡聚糖硫酸钠MP Biomedicals0216011090
TRIzol试剂Invitrogen15596026
POWRUP SYBR预混液InvitrogenA25742
RIPA裂解液Applygen TechnologiesC1053
蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物Thermo Scientific78440
磷酸盐缓冲液GibcoC10010500BT
RPMI 1640培养基GibcoC11875500BT
DMEM培养基GibcoC11995500BT
胎牛血清Sigma AldrichF8687
佛波醇12-肉豆蔻酸酯13-乙酸酯MultiSciences BiotechCS0001
脂多糖Sigma AldrichL2630
IV型胶原酶Sigma AldrichC4-22
脱氧核糖核酸酶ISigma Aldrich10104159001
固定缓冲液Biolegend420801
透化洗涤缓冲液Biolegend421002
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Scientific23227
Reveraid第一链cDNA合成试剂盒Thermo ScientificK1622
CALNP™体外RNAi转染试剂D-nanoN001-01

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
DSS诱导结肠炎模型
DSS浓度(2.5%)、诱导时间(7天+3天)、小鼠品系、性别、年龄、体重变化记录
阅读提示:STAR★Methods: Induction of acute dextran sulfate sodium colitis mouse model
细胞培养和LPS刺激
细胞系(Raw264.7, THP-1)、LPS浓度和时间(Raw264.7: 1 μg/mL, 2-24 h; THP-1: 100或500 ng/mL, 4或24 h)、PMA诱导THP-1分化浓度和时间(100 ng/mL, 48 h)
阅读提示:STAR★Methods: Cell culture, Figure 3 legend
siRNA敲低
siRNA序列、转染试剂(CALNP RNAi in vitro)、siRNA浓度(20 nM)、细胞密度(100,000细胞/24孔板)、转染时间(mRNA检测24h, 蛋白检测48h)
阅读提示:STAR★Methods: siRNA knockdown, Key resources table
过继转移
细胞数量(2×10^6)、注射时间(第0,3,5,7天)、注射方式(尾静脉)、小鼠分组
阅读提示:STAR★Methods: Adoptive transfer of Raw264.7 cells into mice with DSS-induced colitis, Figure 4A
mRNA稳定性实验
actinomycin D浓度(2 μg/mL)、处理时间(1,2,4小时)、检测方法(qPCR)
阅读提示:STAR★Methods: RNA stability assay