DNMT3A介导的SOX17表观遗传沉默促进创面愈合中内皮细胞迁移和成纤维细胞活化

DNMT3A-mediated epigenetic silencing of SOX17 contributes to endothelial cell migration and fibroblast activation in wound healing.

作者信息Xiaoping Yu, Xiaoting Ma, Junli Zhou
PMID37856473
期刊PLoS One
发布时间2023-10-19
DOI10.1371/journal.pone.0292684

实验完整度

包含体内小鼠创面模型、体外细胞实验及共培养模型,并进行了功能验证(迁移、激活)和机制验证(ChIP、DNA pull-down、焦磷酸测序)。

主要模型

BALB/c小鼠创面模型 人脐静脉内皮细胞(HUVEC) 人包皮成纤维细胞(HFF-1) HUVEC-HFF-1共培养模型

重点核对

小鼠品系(BALB/c)及周龄(7周龄) 创面组织取材时间点(第0、1、3、7、14天) sh-SOX17#2靶序列及转染时间(48小时) HUVEC与HFF-1共培养条件(HUVEC转染48h后收集上清培养HFF-1 24小时) DNMT3A过表达质粒及检测方法(RT-qPCR、ChIP-qPCR、DNA pull-down、焦磷酸测序)

摘要

背景 创面愈合,尤其是受损的慢性创面愈合,对现代医学构成了巨大的挑战。理解创面愈合的分子机制对于开发新的治疗策略至关重要。 方法 建立小鼠创面愈合模型,分析创面愈合过程中的组织病理学变化,并通过免疫荧光(IF)检测创面皮肤组织中SRY盒转录因子17(SOX17)、DNA甲基转移酶3α(DNMT3A)以及特异性成纤维细胞标志物S100钙结合蛋白A4(S100A4)的表达。使用5-乙炔基-2'-脱氧尿苷(EdU)和Transwell迁移实验评估细胞增殖和迁移。RT-qPCR和western blot用于检测RNA和蛋白表达。使用酶联免疫吸附实验(ELISA)检测转化生长因子-β(TGF-β)的分泌。通过染色质免疫沉淀-qPCR(ChIP-qPCR)和DNA pull-down实验确认DNMT3A与SOX17启动子CpG岛的相互作用。通过焦磷酸测序检测启动子甲基化。 结果 SOX17和DNMT3A表达在创面愈合的不同阶段受到规律调控。SOX17敲低促进HUVEC迁移以及TGF-β的产生和释放。通过建立内皮细胞-成纤维细胞共培养模型,我们发现HUVEC中SOX17敲低激活了HFF-1成纤维细胞,这些细胞表达α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和I型胶原蛋白(COL1)。DNMT3A过表达降低SOX17 mRNA水平。ChIP-qPCR和DNA pull-down实验验证了DNMT3A与SOX17启动子区域CpG岛的相互作用。焦磷酸测序证实DNMT3A过表达增加了SOX17启动子的甲基化水平。 结论 DNMT3A介导的SOX17下调通过促进内皮细胞迁移和成纤维细胞活化来促进创面愈合。

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
探究SOX17在创面愈合过程中对内皮细胞迁移和成纤维细胞活化的作用及其上游调控机制。
核心机制
DNMT3A通过增加SOX17启动子CpG岛的甲基化水平,负调控SOX17表达,从而促进内皮细胞迁移和TGF-β分泌,进而激活成纤维细胞。
主要证据
体内小鼠创面模型显示SOX17和DNMT3A表达规律变化;体外HUVEC中SOX17敲低促进迁移和TGF-β分泌;共培养实验显示SOX17敲低激活HFF-1细胞(α-SMA和COL1上调);ChIP-qPCR、DNA pull-down及焦磷酸测序验证DNMT3A与SOX17启动子结合及甲基化调控。
研究意义
DNMT3A和SOX17可能成为促进创面愈合的新靶点。

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

建立小鼠皮肤创面模型

观察创面愈合过程中组织病理学变化及关键蛋白表达。

对7周龄BALB/c小鼠进行皮肤全层切除,在术后第0、1、3、7、14天观察创面并取材,进行HE、Masson三色染色和免疫荧光染色。

2

细胞培养与SOX17敲低

在体外评估SOX17对内皮细胞增殖、迁移及TGF-β分泌的影响。

使用靶向SOX17的shRNA转染HUVEC,通过EdU实验检测增殖,Transwell实验检测迁移,RT-qPCR和western blot检测TGF-β表达,ELISA检测TGF-β分泌。

3

内皮细胞-成纤维细胞共培养

探究SOX17敲低的内皮细胞对成纤维细胞活化的影响。

收集转染sh-SOX17的HUVEC培养上清,处理HFF-1细胞24小时,通过CCK8检测细胞活力,IF检测α-SMA和COL1表达。

4

验证DNMT3A对SOX17的调控机制

验证DNMT3A是否通过启动子甲基化调控SOX17表达。

在HUVEC中过表达DNMT3A,通过RT-qPCR检测SOX17 mRNA水平,ChIP-qPCR和DNA pull-down验证DNMT3A与SOX17启动子结合,焦磷酸测序检测启动子甲基化水平。

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
异氟烷Jiupai Company--
Masson三色染色试剂盒Solarbio--
抗S100A4抗体Proteintech16105-1-AP
抗SOX17抗体Proteintech24903-1-AP
抗DNMT3A抗体Proteintech20954-1-AP
DAPIServicebioG1012
抗α-SMA抗体ServicebioGB111364
抗COL1抗体ServicebioGB11022
内皮细胞培养基(ECM)ScienCell--
胎牛血清(FBS)Thermo Scientific--
DMEM培养基Procell Biotechnology--
sh-SOX17TsingKe Biotechnology--
pCMV-DNMT3A(人)-NeoMiaolingbio--
Lipofectamine 3000试剂Invitrogen--
Click-iT EdU-555细胞增殖检测试剂盒Servicebio--
Hoechst 33342----
Transwell小室Corning Costar Corporation--
0.1%结晶紫溶液Beyotime--
TRIzol试剂Beyotime--
PrimeScript RT试剂盒Takara--
SYBR Green qRT-PCR试剂盒Takara--
RIPA裂解液Beyotime--
蛋白酶抑制剂混合物Bio-Rad--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜Millipore--
抗TGF-β抗体Proteintech21898-1-AP
ECL试剂盒Beyotime--
人TGF-β1 ELISA试剂盒Multi SciencesEK981
CCK8试剂盒Beyotime--
BeyoChIP酶法染色质免疫沉淀试剂盒Beyotime--
超声细胞破碎仪Scientz Biotechnology--
Pure Magnetic DNA-Protein Pull down试剂盒Writegene--
基因组DNA提取试剂盒Qiagen--
EpiTect亚硫酸氢盐试剂盒Qiagen--
PyroMark Q48平台Qiagen--

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
动物模型建立
小鼠品系(BALB/c)和周龄(7周龄);创面制作方式;取材时间点?
阅读提示:见Methods 'Establishment of mice wound healing model'
细胞培养
HUVEC和HFF-1的培养条件(培养基、血清浓度)
阅读提示:见Methods 'Cell culture'
基因敲低
shRNA靶序列;转染试剂及时间(48小时)
阅读提示:见Methods 'Cell transfection'
共培养
HUVEC转染后收集上清的时间(48小时)及处理HFF-1的时间(24小时)
阅读提示:见Methods 'Co-culture of HUVECs and HFF-1 cells'
机制验证
DNMT3A过表达质粒信息;ChIP-qPCR、DNA pull-down和焦磷酸测序的具体条件
阅读提示:见Methods 'ChIP-qPCR', 'DNA pull-down', 'DNA methylation analysis'