CircDiaph3通过IGF1R调节PI3K/AKT/mTOR通路影响PASMC凋亡

CircDiaph3 influences PASMC apoptosis by regulating PI3K/AKT/mTOR pathway through IGF1R.

作者信息Ge Liu, Shengqiang Zhang, Shaofeng Yang, Chongwen Shen, Chao Shi, Wenjie Diao
PMID37705862
期刊3 Biotech
发布时间2023-10
DOI10.1007/s13205-023-03739-0

实验完整度

患者血液样本、低氧诱导大鼠模型、原代PASMC的siRNA敲低与IGF1R过表达挽救实验及体内腺病毒抑制实验,包含功能验证和机制验证。

主要模型

肺动脉高压患者血液样本 低氧诱导的肺动脉高压大鼠模型 大鼠原代肺动脉平滑肌细胞(PASMC)

重点核对

患者样本:15例PAH患者,诊断标准为平均肺动脉压≥25 mmHg,血液样本在-80°C储存 动物模型:SD大鼠(160–200g),低氧(10% O2)处理30天诱导PAH,每组8只,分为对照组、sh-NC、sh-circDiaph3组 细胞模型:从PAH大鼠分离PASMCs,在低氧(3% O2)条件下培养,使用siRNA敲低circDiaph3 关键处理:siRNA敲低circDiaph3,IGF1R过表达质粒转染,腺病毒体内抑制circDiaph3 检测指标:qRT-PCR、Western blot、CCK8增殖、流式细胞术凋亡和周期、免疫荧光

摘要

肺动脉高压的发病机制尚未阐明。我们研究了环状核糖核酸circDiaph3在肺动脉高压过程中对肺动脉平滑肌细胞增殖和迁移的作用。通过实时定量聚合酶链反应分析了肺动脉高压患者血液样本中circDiaph3的过表达。随后,在低氧条件下建立肺动脉高压大鼠模型。从大鼠模型中获取肺动脉平滑肌细胞,用于后续小干扰核糖核酸介导的circDiaph3敲低实验。在细胞模型中,我们发现PI3K、AKT、mTOR和胰岛素样生长因子1信号通路(IGF1R)以及平滑肌细胞标志基因(α-SMA、Vcam1)显著下调。在肺动脉平滑肌细胞中过表达Igf1r可挽救下调的平滑肌细胞基因、IGF1R信号通路蛋白,增加平滑肌细胞增殖并减少凋亡。CircDiaph3通过IGF1R调节PI3K/AKT/mTOR信号通路,抑制凋亡并促进平滑肌细胞增殖。此外,在肺动脉高压大鼠中进行了腺病毒介导的circDiaph3体内抑制,随后获取其肺动脉平滑肌细胞用于后续实验。肺动脉平滑肌细胞的过度增殖导致肺动脉管腔狭窄,从而引起肺动脉高压,我们的结果表明circDiaph3在肺动脉高压的治疗中具有重要价值。

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
circDiaph3在肺动脉高压中如何影响肺动脉平滑肌细胞的增殖和迁移?
核心机制
circDiaph3通过IGF1R调节PI3K/AKT/mTOR信号通路,抑制PASMC凋亡并促进其增殖,进而导致肺动脉重构和肺动脉高压。
主要证据
PAH患者血液中circDiaph3表达升高;低氧诱导PAH大鼠模型中,siRNA敲低circDiaph3降低PI3K/AKT/mTOR磷酸化及α-SMA和VCAM1表达,抑制增殖并促进凋亡;IGF1R过表达可挽救这些效应;体内腺病毒抑制circDiaph3减少PASMC增殖。
研究意义
circDiaph3可能作为PAH诊断的分子标志物和治疗干预的靶点。

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

患者样本分析

检测circDiaph3在PAH患者中的表达水平及其与肺动脉压的关系

收集15例PAH患者和正常对照的血液样本,通过qRT-PCR检测circDiaph3表达,并进行线性回归分析。

2

PAH大鼠模型建立

建立低氧诱导的PAH大鼠模型,用于后续PASMC原代培养和体内实验

将SD大鼠置于低氧环境(10% O2)30天诱导PAH,对照组置于常氧环境。

3

PASMC原代培养和circDiaph3敲低

研究circDiaph3敲低对PASMC增殖、凋亡和标志基因表达的影响

从模型大鼠肺动脉中分离PASMCs,在低氧条件下培养,转染si-circDiaph3敲低circDiaph3,检测相关基因和蛋白表达。

4

IGF1R过表达挽救实验

验证circDiaph3通过IGF1R发挥作用

在circDiaph3敲低的PASMCs中转染IGF1R过表达质粒,检测细胞增殖、凋亡和相关通路蛋白。

5

体内circDiaph3抑制实验

验证circDiaph3在体内对PAH发展的影响

向PAH大鼠注射腺病毒抑制circDiaph3,检测肺动脉中相关基因和蛋白表达及组织学变化。

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
胎牛血清ProCellCM-0122
胰蛋白酶BeyotimeC0201
低氧培养箱 (YCP-80/S)CHAOHONG--
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific15596018
异丙醇Zhiyuan Chemical Reagent Co., LTD2019121060
RIPA裂解液Bio SharpBL504a
十二烷基硫酸钠SolarBioS8010
PVDF膜MilliporeIPVH00010
细胞计数试剂盒8BeboBB-4202-01
流式细胞仪 (CytoFLEX)BECKMAN--
二甲苯--10023418
乙醇--10009218
伊红BASOBA-4022
Triton X-100SigmaT9284
山羊血清ZSBIOZLI-9022
α-SMA抗体AffinityAF1032
PCNA抗体AffinityAF0239
二抗BeyotimeA0516

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
患者样本收集和处理
患者数量、PAH诊断标准(肺动脉压≥25mmHg)、血液样本储存条件(-80°C)
阅读提示:Methods: Patient description and sample collection
动物模型建立
大鼠品系(SD)、体重(160-200g)、低氧浓度(10% O2)、持续时间(30天)、分组及每组数量(8只)
阅读提示:Methods: Establishment of animal models of PAH and adenovirus injection
PASMC原代培养和低氧处理
细胞分离方法、培养条件(10% FBS、37°C、5% CO2)、低氧条件(3% O2)
阅读提示:Methods: PASMC primary cell culture and hypoxia treatment
siRNA转染
siRNA序列、转染浓度(未明确)、转染时间(48小时)
阅读提示:Methods: Small interfering RNA (siRNA) transfection
体外功能检测
CCK8检测细胞密度(5-10×10^4 cells/mL)、孵育时间(1小时)、凋亡检测细胞数量(0.5×10^6)
阅读提示:Methods: Cell proliferation assay using cell counting Kit 8 (CCK8) 和 Cell apoptosis assay
体内实验
腺病毒注射方式、剂量、时间(文中未明确说明)
阅读提示:Methods: Establishment of animal models of PAH and adenovirus injection