microRNA-365通过靶向EFNA3调节髓核细胞凋亡和细胞外基质降解减轻椎间盘退变

microRNA-365 attenuated intervertebral disc degeneration through modulating nucleus pulposus cell apoptosis and extracellular matrix degradation by targeting EFNA3.

作者信息Chao Jiang, Youjun Liu, Weigong Zhao, Yimin Yang, Zhiwei Ren, Xiaohui Wang, Dingjun Hao, Heng Du, Si Yin
PMID38009813
发布时间2024-01
DOI10.1111/jcmm.18054

实验完整度

包含体外细胞实验(过表达/敲低miR-365、EFNA3过表达)、荧光素酶报告基因验证靶基因、体内大鼠IDD模型注射miR-365-NP细胞,并进行了功能与机制验证。

主要模型

人髓核细胞系 大鼠原代髓核细胞 大鼠椎间盘退变模型

重点核对

miR-365转染效率:通过qRT-PCR验证 EFNA3靶基因验证:荧光素酶报告实验 体内注射细胞:Cy3标记的miR-365过表达NP细胞 体内注射时间:术后1、7、14天 样本量:每组3只大鼠

摘要

本研究旨在探讨microRNA-365(miR‐365)在椎间盘退变(IDD)发生发展中的作用。分别用miR‐365模拟物和miR‐365抑制剂转染髓核(NP)细胞。同时,通过定量逆转录聚合酶链反应(qRT‐PCR)检测转染效率和miRNA的表达水平。同时,通过碘化丙啶(PI)-AnnexinV-异硫氰酸荧光素(FITC)凋亡检测试剂盒测量NP细胞凋亡。随后,进行免疫荧光(IF)染色以评估胶原II、聚集蛋白聚糖和基质金属蛋白酶13(MMP‐13)的表达。此外,使用生物信息学预测和荧光素酶报告基因实验揭示miR‐365的靶基因。最后,我们从大鼠中分离原代NP细胞,并在大鼠IDD模型中注射NP‐miR‐365。结果表明,miR‐365的过表达可有效抑制NP细胞凋亡和MMP‐13表达,并上调胶原II和聚集蛋白聚糖的表达。相反,抑制miR‐365增强了NP细胞凋亡并升高了MMP‐13表达,但降低了胶原II和聚集蛋白聚糖的表达。此外,进一步的数据表明,miR‐365通过靶向ephrin‐A3(EFNA3)介导NP细胞降解。此外,当EFNA3上调时,NP细胞中细胞凋亡和分解代谢标志物增加。更重要的是,体内数据支持miR‐365‐NP细胞注射改善了大鼠模型中的IDD。miR‐365可能通过靶向EFNA3调节NP细胞凋亡和ECM降解来减轻IDD的发展。因此,miR‐365可能通过EFNA3成为治疗IDD的有前景的途径。

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
miR-365在椎间盘退变(IDD)发生发展中的作用及其潜在机制。
核心机制
miR-365通过靶向并抑制EFNA3表达,从而抑制髓核细胞凋亡和细胞外基质降解。
主要证据
体外实验显示miR-365过表达抑制NP细胞凋亡和MMP-13表达,增加胶原II和聚集蛋白聚糖;抑制miR-365则相反。荧光素酶报告实验证实EFNA3为miR-365直接靶基因。体内实验显示注射miR-365过表达的NP细胞可改善大鼠IDD模型的组织学评分和凋亡。
研究意义
miR-365可能通过EFNA3成为治疗IDD的有前景的靶点。

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

miR-365对NP细胞凋亡的影响

验证miR-365是否影响人NP细胞凋亡。

用miR-365 mimic、inhibitor及其对照转染人NP细胞,通过流式细胞术检测凋亡。

2

miR-365对ECM代谢的影响

评估miR-365对ECM合成和分解标志物的影响。

通过免疫荧光染色检测胶原II、聚集蛋白聚糖和MMP-13的表达。

3

靶基因预测与验证

鉴定miR-365的直接靶基因。

使用生物信息学软件预测靶基因,并通过荧光素酶报告实验验证EFNA3。

4

EFNA3过表达对NP细胞的影响

验证EFNA3过表达是否促进细胞凋亡和ECM降解。

使用质粒-EFNA3转染NP细胞,检测EFNA3表达、细胞凋亡和ECM标志物。

5

体内注射miR-365-NP细胞对IDD大鼠的影响

验证miR-365过表达NP细胞注射对IDD大鼠的治疗效果。

建立大鼠IDD模型,注射miR-365过表达NP细胞,进行组织学评估和凋亡检测。

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
DMEM/F12培养基Hyclone30023.01B
胎牛血清HycloneSH30070.03
青霉素-链霉素ProcellPB180120
胰蛋白酶HycloneSH30042.01
抗胶原II抗体Abcamab34712
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
TRIzol试剂Invitrogen--
PrimeScript RT试剂盒Takara--
Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒Invitrogen eBioscienceBMS500FI
抗II型胶原抗体Proteintech15943-1-AP
抗聚集蛋白聚糖抗体Proteintech13880-1-AP
抗MMP13抗体Proteintech18165-1-AP
双荧光素酶报告系统PromegaE1910
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0010
抗EFNA3抗体Proteintech12480-1-AP
抗GAPDH抗体Zen BioScience200306-7E4
番红O-快绿软骨染色试剂盒SolarbioG1371
一步法TUNEL凋亡检测试剂盒BeyotimeC1088

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
人NP细胞来源(Procell, CP-H097);培养基DMEM/F12+10%FBS+1%PS;培养条件37°C、5%CO2。
阅读提示:材料与方法 2.1节
细胞转染
转染试剂Lipofectamine 3000;miR-365 mimic/inhibitor及对照序列。
阅读提示:材料与方法 2.2节
凋亡检测
使用Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒,转染后48小时检测。
阅读提示:材料与方法 2.4节
靶基因验证
荧光素酶报告实验:pRL-TK载体含EFNA3-WT或MUT,共转染miR-365-3p或NC,48小时后检测荧光素酶活性。
阅读提示:材料与方法 2.6节
体内实验
大鼠IDD模型建立(31G针插入Co6-Co7,旋转180°保持10秒);注射NP细胞(1×10^6,20μL)于术后1、7、14天;8周后处死。
阅读提示:材料与方法 2.9节