敲低KLF5通过抑制MX1转录改善MRL/lpr小鼠的肾纤维化

Knockdown of KLF5 ameliorates renal fibrosis in MRL/lpr mice via inhibition of MX1 transcription.

作者信息Shanshan Tao, Xiao Tan, Wen Chai, Xiaojie Peng, Weimin Zheng, Rui Fu, Meihui Deng
PMID37506140
发布时间2023-07
DOI10.1002/iid3.937

实验完整度

包含患者样本表达分析、MRL/lpr小鼠体内模型及shRNA敲低、TGF-β1诱导的HK-2细胞体外实验,并进行功能回复验证,具体涉及腺病毒注射、western blot和双荧光素酶报告基因法等。

主要模型

MRL/lpr狼疮小鼠模型 TGF-β1诱导的HK-2人肾小管上皮细胞 LN患者外周血样本 HEK293T细胞(用于双荧光素酶报告基因实验)

重点核对

动物模型:7周龄雌性MRL/lpr小鼠,8只/组 分组处理:sh-KLF5、sh-MX1、sh-NC、sh-KLF5+ad-MX1,尾静脉注射1×10^9 pfu/100μL,每周2次,持续12周 细胞模型:HK-2细胞,TGF-β1 (10 ng/mL)处理24小时 分子机制验证:双荧光素酶报告基因实验确认KLF5结合MX1启动子 统计方法:t检验和单因素方差分析,p<0.05

摘要

目的:本研究旨在阐明Kruppel样因子(KLF5)和粘病毒抗性蛋白1(MX1)在狼疮性肾炎(LN)肾纤维化进展中的作用。方法:首先,检测了LN患者和健康参与者外周血中KLF5和MX1的表达。接下来,通过检测纤维化标志蛋白(转化生长因子-β[TGF-β]和CTGF)和α-SMA的表达、尿蛋白含量以及血清肌酐、血尿素氮和血清双链DNA抗体水平,评估并比较了BALB/c和MRL/lpr小鼠肾组织的病理变化。在TGF-β1诱导的HK-2细胞中,通过qRT-PCR检测KLF5和MX1的信使RNA水平,并通过western blot分析检测α-SMA、I型胶原(Col I)、纤连蛋白(FN)和基质金属蛋白酶9(MMP9)的蛋白表达。此外,预测并验证了KLF5和MX1之间的关系。结果:在MRL/lpr小鼠肾组织和LN患者外周血中,KLF5和MX1高表达。Pearson分析显示KLF5与MX1呈正相关。此外,KLF5结合MX1启动子并促进其转录水平。MRL/lpr小鼠表现出明显的肾损伤,伴有α-SMA、TGF-β、CTGF、Col I、FN和MMP9表达增加。单独注射sh-KLF5或sh-MX1可减轻LN小鼠的肾纤维化,而同时注射sh-KLF5和ad-MX1则加重肾损伤和纤维化。此外,我们在TGF-β1诱导的HK-2细胞中获得了相同的结果。结论:敲低KLF5通过抑制MX1的转录减轻LN中的肾纤维化。

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
KLF5是否通过调控MX1转录影响狼疮性肾炎的肾纤维化?
核心机制
KLF5作为转录因子结合MX1启动子,促进MX1转录,进而加重肾纤维化;敲低KLF5通过抑制MX1转录从而缓解肾纤维化。
主要证据
在MRL/lpr小鼠和TGF-β1诱导的HK-2细胞中,sh-KLF5降低KLF5和MX1表达,减轻肾损伤和纤维化指标;而回补MX1(ad-MX1或oe-MX1)逆转了保护作用。双荧光素酶实验证实KLF5直接结合MX1启动子。
研究意义
首次揭示KLF5-MX1调控轴在LN肾损伤中的作用,为LN肾纤维化的预防和管理提供新途径。

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

临床样本和数据库分析

评估LN患者和健康对照中KLF5和MX1的表达水平,并分析表达差异。

收集30例LN患者和30例健康对照的外周血,分离PBMC进行qRT-PCR;分析GEO数据库GSE32591和GSE112943中的肾组织表达数据。

2

动物模型构建和表型评估

建立LN小鼠模型并评估肾损伤和纤维化表型,同时检测MX1表达。

使用MRL/lpr小鼠(LN模型)和BALB/c小鼠(对照),通过H&E和Masson染色观察病理,检测尿蛋白、血清肌酐、血尿素氮、dsDNA抗体,以及α-SMA、TGF-β、CTGF、Col I、FN、MMP9的表达。

3

MX1敲低小鼠体内功能验证

验证敲低MX1对LN小鼠肾纤维化的影响。

对MRL/lpr小鼠尾静脉注射sh-MX1或sh-NC,持续12周,然后检测肾损伤和纤维化指标。

4

KLF5调控MX1转录的机制验证

验证KLF5是否直接结合MX1启动子并促进其转录。

使用JASPAR预测结合位点,通过双荧光素酶报告基因实验在HEK293T细胞中验证KLF5与MX1启动子的结合。

5

KLF5敲低及MX1回补的体内实验

验证KLF5通过MX1调控肾纤维化,并观察MX1回补是否逆转KLF5敲低的效果。

MRL/lpr小鼠注射sh-KLF5或sh-KLF5+ad-MX1,检测肾损伤和纤维化相关指标。

6

体外细胞实验验证

在TGF-β1诱导的HK-2细胞中验证KLF5通过MX1调控肾纤维化的功能。

HK-2细胞转染si-KLF5或共转染si-KLF5和oe-MX1,然后TGF-β1处理,检测纤维化相关蛋白表达。

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
RPMI-1640培养基----
胎牛血清----
青霉素----
链霉素----
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
转化生长因子-β1PeproTech--
TRIzol试剂Invitrogen--
逆转录试剂盒TaKaRa--
SYBR Green预混液Roche Diagnostics--
LightCycler 480实时荧光定量PCR仪Roche--
RIPA裂解液----
蛋白浓度测定试剂盒Beyotime--
抗α-SMA抗体CST19245
抗TGF-β抗体CST3711
抗CTGF抗体Abcamab6992
抗I型胶原抗体CST91144
抗纤连蛋白抗体Abcamab2413
抗基质金属蛋白酶9抗体Abcamab283575
抗KLF5抗体Abcamab137676
抗MX1抗体CST#37849
抗α-SMA抗体Abcamab5831
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
发光检测仪Promega Corporation--
考马斯亮蓝G250----
蛋白定量试剂盒Boster Biological Technology Co. Ltd.--
全自动生化分析仪----
小鼠抗dsDNA抗体酶联免疫吸附测定试剂盒----
Image-Pro Plus图像分析软件Media Cybernetics--

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
临床样本采集
LN患者入组标准(SLE诊断、肾活检确认、排除标准)、健康对照组匹配条件、外周血采集和PBMC分离方法
阅读提示:材料与方法 2.2 临床样本
动物模型建立
小鼠品系、年龄、性别、饲养环境、分组(每组8只)、处理方式(尾静脉注射腺病毒载体1×10^9 pfu/100μL,每周2次,持续12周)
阅读提示:材料与方法 2.3 动物、2.4 动物分组和处理
细胞模型建立
HK-2细胞培养条件(培养基、血清、双抗、5% CO2、37°C)、转染试剂和转染时间、TGF-β1浓度(10 ng/mL)和处理时间(24小时)
阅读提示:材料与方法 2.10 细胞培养和转染
KLF5-MX1调控机制验证
双荧光素酶报告基因实验的质粒构建(MX1-WT/MUT)、转染细胞系(HEK293T)、共转染oe-KLF5/oe-NC、培养时间(48小时)、检测试剂盒
阅读提示:材料与方法 2.13 双荧光素酶报告基因实验
生化指标和纤维化检测
尿蛋白测定方法(考马斯亮蓝法,波长595nm)、血清肌酐和尿素氮检测方法(自动生化分析仪)、dsDNA抗体检测(ELISA)、纤维化蛋白检测(western blot和qRT-PCR的具体条件)
阅读提示:材料与方法 2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、2.11、2.12