敲低circ-Gatad1通过靶向miR-22-3p/TRPM7轴减轻脓毒症急性肾损伤中LPS诱导的HK2细胞损伤

Knockdown of circ-Gatad1 alleviates LPS induced HK2 cell injury via targeting miR-22-3p/TRPM7 axis in septic acute kidney.

作者信息Pan Zhang, Enwei Guo, Limin Xu, Zhenhua Shen, Na Jiang, Xinghui Liu
PMID38443846
发布时间2024-03-05
DOI10.1186/s12882-024-03513-1

实验完整度

包含临床样本表达分析、细胞模型功能验证、双荧光素酶报告及回补实验,但缺乏动物模型和体内验证。

主要模型

HK2人肾小管上皮细胞 脓毒症AKI患者血清样本

重点核对

LPS处理浓度5 μg/mL,处理时间12 h si-circ-Gatad1转染效率 miR-22-3p inhibitor和TRPM7过表达质粒的转染效率 LPS诱导后circ-Gatad1表达上调,呈剂量依赖性 CCK-8、流式凋亡、ROS和ELISA检测

摘要

脓毒症是一种危及生命的全身性炎症性疾病,可导致包括脓毒症急性肾损伤(AKI)在内的多种疾病。近年来,多种环状RNA(circRNA)已被涉及该疾病的发展。在本研究中,我们旨在阐明circ-Gatad1在脓毒症诱导的AKI中的作用及其潜在的作用机制。采用高通量测序研究AKI患者和健康志愿者中circRNA的异常表达。采用生物信息学分析和荧光素酶报告分析阐明circRNA、miRNA和mRNA之间的相互作用关系。用脂多糖(LPS)处理HK2细胞建立脓毒症AKI细胞模型。采用HK2细胞分析LPS条件下ROS、炎症细胞因子表达、增殖和凋亡。结果显示,circ-Gatad1在脓毒症急性肾损伤患者中表达升高。下调circ-Gatad1抑制了LPS处理的HK2细胞损伤,包括凋亡、增殖能力、ROS和炎症细胞因子水平。生物信息学和荧光素酶报告分析证实miR-22-3p和TRPM7均为circ-Gatad1的下游靶标。过表达TRPM7或下调miR-22-3p逆转了si-circ-Gatad1对暴露于LPS(5 µg/ml)微环境后HK2的保护作用。总之,敲低circ-Gatad1通过靶向miR-22-3p/TRPM7轴减轻脓毒症急性肾损伤中LPS诱导的HK2细胞损伤。

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
circ-Gatad1在脓毒症急性肾损伤中的作用及其潜在机制。
核心机制
circ-Gatad1通过海绵吸附miR-22-3p上调TRPM7表达,从而促进LPS诱导的HK2细胞损伤。
主要证据
临床样本表达分析显示circ-Gatad1升高;LPS诱导的HK2细胞模型中,敲低circ-Gatad1减轻损伤;双荧光素酶报告验证circ-Gatad1-miR-22-3p-TRPM7调控轴;回补实验证实miR-22-3p/TRPM7介导保护作用。
研究意义
作者提出circ-Gatad1敲低可能是缓解脓毒症诱导AKI的潜在途径。

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

临床样本中circ-Gatad1表达验证

验证circ-Gatad1在脓毒症AKI患者中的表达变化。

收集20例脓毒症AKI患者和20例健康对照的血清样本,提取RNA进行高通量测序和RT-qPCR检测circ-Gatad1表达。

2

LPS诱导的HK2细胞脓毒症AKI模型建立及circ-Gatad1表达分析

建立体外脓毒症AKI模型并检测circ-Gatad1表达。

用不同浓度LPS(0-15 μg/mL)处理HK2细胞24小时,选择5 μg/mL LPS处理12小时建立模型,随后检测circ-Gatad1表达、定位和稳定性。

3

敲低circ-Gatad1的功能验证

验证敲低circ-Gatad1对LPS诱导的HK2细胞损伤的影响。

用si-circ-Gatad1转染HK2细胞,在LPS处理下检测细胞增殖、凋亡、ROS水平和炎症因子表达。

4

机制验证circ-Gatad1/miR-22-3p/TRPM7轴

验证circ-Gatad1、miR-22-3p和TRPM7之间的靶向关系。

利用生物信息学预测和双荧光素酶报告实验验证circ-Gatad1与miR-22-3p、miR-22-3p与TRPM7的结合,并通过RT-qPCR检测表达变化。

5

回补实验验证miR-22-3p/TRPM7介导保护作用

验证miR-22-3p/TRPM7是否为circ-Gatad1敲低保护作用的关键下游。

在敲低circ-Gatad1的HK2细胞中同时抑制miR-22-3p或过表达TRPM7,在LPS处理下检测增殖、凋亡、ROS和炎症因子。

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
TRIzol试剂Invitrogen--
VAHTS Total RNA-seq (H/M/R) 文库制备试剂盒Vazyme Biotech--
KAPA链特异性RNA-seq文库制备试剂盒Roche--
MEM培养基Procell--
胎牛血清Procell--
青霉素-链霉素Procell--
脂多糖Solarbio--
pcDNA3.1载体----
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
CCK-8试剂Beyotime--
TNF-α、IL-1β和IL-6 ELISA试剂盒Beyotime--
TransScript All-in-One第一链cDNA合成SuperMixTransgen Biotech--
2× Taq PCR Master MixSolarbio--
pMIR-REPORT荧光素酶报告载体Ambion--
双荧光素酶报告检测系统Promega--
二氢乙啶(DHE)检测Beyotime--
荧光酶标仪PerkinElmer--
酶标仪Thermo Fisher Scientific--
Bio-Rad PCR仪Bio-Rad--

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
临床样本收集
血清样本来源:20例脓毒症AKI患者和20例健康对照;采集时患者空腹状态;样本保存条件-80°C
阅读提示:见Materials and methods中Serum samples部分
细胞模型建立
HK2细胞培养条件(MEM+10%FBS+1%青霉素-链霉素,37°C、5%CO2);LPS处理浓度5 μg/mL,处理时间12小时
阅读提示:见Materials and methods中Cell culture, LPS induction and cell transfection部分
基因敲低与过表达
si-circ-Gatad1、miR-22-3p inhibitor和TRPM7过表达载体的转染方法(Lipofectamine 2000)
阅读提示:见Materials and methods中Cell culture, LPS induction and cell transfection部分
功能检测
CCK-8实验细胞密度(1×10^4细胞/孔)和检测时间;ELISA检测的炎症因子(TNF-α、IL-1β、IL-6);ROS检测使用DHE染色
阅读提示:见Materials and methods中CCK-8 assay、ELISA、ROS activity部分
机制验证
双荧光素酶报告实验中报告载体构建和共转染条件(miR-22-3p mimic或NC,转染后48小时检测)
阅读提示:见Materials and methods中Dual-luciferase reporter assay部分