动脉粥样硬化相关的lnc_000048激活PKR以增强STAT1介导的THP-1巨噬细胞M1表型极化

Atherosis-associated lnc_000048 activates PKR to enhance STAT1-mediated polarization of THP-1 macrophages to M1 phenotype.

作者信息Yuanyuan Ding, Yu Sun, Hongyan Wang, Hongqin Zhao, Ruihua Yin, Meng Zhang, Xudong Pan, Xiaoyan Zhu
PMID38526285
发布时间2024-11-01
DOI10.4103/NRR.NRR-D-23-01355

实验完整度

该研究包含体外细胞模型、功能验证(敲低/过表达)和机制验证(PKR相互作用、STAT1通路),未涉及动物模型或患者样本,故为中等。

主要模型

THP-1细胞系 THP-1衍生的M0、M1、M2巨噬细胞模型

重点核对

THP-1细胞分化:使用25 ng/mL PMA 24小时获得M0,M1使用10 ng/mL LPS和20 ng/mL IFN-γ 48小时 慢病毒转染:Sh-lnc_000048(MOI=30)和Oe-lnc_000048(MOI=50),嘌呤霉素筛选稳定株 PKR抑制剂C16浓度:0.5 µM处理 检测指标:qRT-PCR检测TNF-α、IL-6、IL-1β等,流式检测CD38、CD80,Western blot检测p-STAT1、p-PKR 统计方法:独立样本t检验,双向P<0.05为显著性

摘要

我们之前的研究已证明,lnc_000048在大动脉粥样硬化性卒中中上调,并促进ApoE–/–小鼠的动脉粥样硬化。然而,关于lnc_000048在经典活化巨噬细胞(M1)极化中的作用知之甚少。在本研究中,我们建立了THP-1衍生的静息状态巨噬细胞(M0)、M1巨噬细胞和交替活化巨噬细胞(M2)。采用实时荧光定量PCR验证巨噬细胞中标记基因的表达和lnc_000048的表达。流式细胞术检测表型蛋白(CD11b、CD38、CD80)。我们通过慢病毒介导的lnc_000048上调或下调建立了细胞系。流式细胞术、western blot和实时荧光定量PCR结果表明,下调lnc_000048可减少M1巨噬细胞极化和炎症反应,而过表达lnc_000048则产生相反的效果。Western blot结果表明,lnc_000048增强了STAT1通路的激活并介导M1巨噬细胞极化。此外,使用catRAPID预测、RNA pull-down和质谱法鉴定并筛选RNA激活的蛋白激酶(PKR),然后使用catRAPID和RPIseq预测lnc_000048与PKR的结合能力。采用免疫荧光(IF)-RNA荧光原位杂交(FISH)双标记验证lnc_000048和PKR在M1巨噬细胞胞质中的亚细胞共定位。我们推测lnc_000048可能形成茎环结构特异性结合并通过诱导其磷酸化激活PKR,导致STAT1磷酸化激活,从而增强STAT1通路介导的THP-1巨噬细胞向M1极化及炎症因子表达。综上所述,这些结果揭示lnc_000048/PKR/STAT1轴在M1巨噬细胞极化中发挥关键作用,可能成为减轻卒中动脉粥样硬化的新治疗靶点。

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
动脉粥样硬化相关的lnc_000048是否以及如何影响THP-1巨噬细胞向M1表型的极化?
核心机制
lnc_000048在M1巨噬细胞中高表达,通过与PKR结合并诱导PKR磷酸化,进而增强STAT1磷酸化,激活STAT1通路,促进M1极化和炎症因子表达。
主要证据
在THP-1细胞中,敲低lnc_000048降低M1标记物和炎症因子表达及p-STAT1水平,过表达则相反;RNA pull-down和质谱鉴定PKR为结合蛋白,IF-FISH证实共定位;PKR抑制剂C16降低p-STAT1和炎症因子,过表达lnc_000048可逆转C16效应。
研究意义
作者提出lnc_000048/PKR/STAT1轴在M1巨噬细胞极化中发挥关键作用,可能成为减轻卒中动脉粥样硬化的新治疗靶点。

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

构建巨噬细胞极化模型

建立THP-1衍生的M0、M1、M2巨噬细胞,以研究lnc_000048在极化中的表达和功能。

使用PMA诱导THP-1分化为M0,再用LPS和IFN-γ诱导M1,IL-4和IL-13诱导M2。

2

验证lnc_000048对M1极化的影响

通过敲低和过表达lnc_000048,检测其对M1巨噬细胞表型标记和炎症因子的影响。

使用慢病毒载体敲低(Sh-lnc_000048)或过表达(Oe-lnc_000048)lnc_000048,通过qRT-PCR、流式细胞术和Western blot检测M1标记物和炎症因子表达。

3

检测STAT1通路激活情况

评估lnc_000048对STAT1磷酸化的影响,并测试JAK抑制剂的作用。

Western blot检测总STAT1和p-STAT1水平,并使用JAK1抑制剂ruxolitinib处理M1巨噬细胞后检测。

4

鉴定lnc_000048结合蛋白

鉴定与lnc_000048相互作用的蛋白质,并预测其结合能力。

使用RNA pull-down和质谱鉴定结合蛋白,结合catRAPID和RPISeq预测,并通过IF-FISH验证共定位。

5

验证PKR在信号通路中的作用

验证lnc_000048是否通过PKR磷酸化增强STAT1信号,并测试PKR抑制剂的影响。

Western blot检测p-PKR和p-STAT1水平,使用PKR抑制剂C16处理M1巨噬细胞,并检测炎症因子表达。

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
THP-1细胞系Procell Life Science&TechnologyCL-0233
RPMI-1640培养基Procell Life Science&TechnologyPM150140
胎牛血清Biological Industries04-010-1A
青霉素-链霉素Procell Life Science&TechnologyPB180120
β-巯基乙醇Procell Life Science&TechnologyPB180633
佛波醇-12-肉豆蔻酸酯-13-乙酸酯MedChemExpressHY-18739
脂多糖SolarbioL8880
干扰素-γPeproTech300-02
白细胞介素-4PeproTech200-04
白细胞介素-13PeproTech200-13
GV493慢病毒载体GeneChem Co. Ltd.--
GV367慢病毒载体GeneChem Co. Ltd.--
Human TruStain FcXBiolegend422301
PE抗人CD11b抗体ElabscienceE-AB-F1146D
PE小鼠抗人CD38抗体Becton, Dickinson and Company560981
PE小鼠抗人CD80抗体Becton, Dickinson and Company560925
Trizol试剂Takara9108
goldenstar RT6 cDNA合成试剂盒TsingkeTSK302M
2×T5快速qPCR预混液(SYBR Green I)TsingkeTSE202
罗氏480实时荧光定量PCR仪Roche--
RIPA裂解液SolarbioR0010
BCA蛋白定量试剂盒ElabscienceE-BC-K318-M
PVDF膜Millipore--
抗TNF-α抗体Abcamab183218
抗IL-1β抗体Abcamab254360
抗GAPDH抗体ElabscienceE-AB-40337
Stat1抗体Cell Signaling Technology9172
抗STAT1 (磷酸化Y701)抗体Abcamab109457
抗PKR抗体Abcamab184257
抗PKR (磷酸化T446)抗体Abcamab32036
辣根过氧化物酶标记的兔抗山羊IgGElabscienceE-AB-1004
ECL化学发光高灵敏度显色检测试剂盒Yisheng36208ES60
Pierce磁性RNA-蛋白质Pull-down试剂盒Thermo Fisher Scientific20164
Pierce核酸相容链霉亲和素磁珠Thermo Fisher Scientific--
生物素标记的lnc_000048探针KAXU--
荧光原位杂交试剂盒RiboBioC10910
DyLight 488标记的亲和纯化山羊抗兔IgG(H+L)BOSTERBA1127
DAPI染色液----
激光共聚焦显微镜(NikonA1)Nikon--
CCK-8试剂盒MedChemExpressHY-K0301-500T
C16(PKR抑制剂)Sigma608512-97-6
磷酸芦可替尼MCESAB4300123

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
细胞培养与分化
THP-1细胞来源、培养基成分、PMA浓度和诱导时间、M1诱导的LPS/IFN-γ浓度和时间
阅读提示:Methods: Cell culture and macrophage model construction
慢病毒转染
慢病毒载体、MOI值、感染时间、嘌呤霉素筛选浓度和时间
阅读提示:Methods: Lentivirus transfection
qRT-PCR
RNA提取方法、逆转录试剂盒、qRT-PCR引物序列、内参基因(ACTB)及计算方法
阅读提示:Methods: Real-time fluorescence quantitative PCR and Table 1
Western blot
抗体、稀释比例、蛋白上样量、膜类型、内参(GAPDH)、定量软件
阅读提示:Methods: Western blotting
RNA pull-down和质谱
pull-down试剂盒、磁珠类型、探针序列、洗脱方法、质谱鉴定平台
阅读提示:Methods: LncRNA pull-down and mass spectrometry
IF-FISH
探针序列、杂交温度和时间、抗体、显微镜参数
阅读提示:Methods: Immunofluorescence-RNA fluorescence in situ hybridization double labeling
PKR抑制剂处理
C16浓度(0.5 µM)、处理时间、细胞活性检测方法
阅读提示:Results: 图6C和Methods: Cell viability assay
统计分析
统计软件、检验方法、显著性阈值
阅读提示:Methods: Statistical analysis