番茄红素抑制激光诱导小鼠脉络膜新生血管中脉络膜血管内皮细胞的内皮-间质转化

Lycopene inhibits endothelial-to-mesenchymal transition of choroidal vascular endothelial cells in laser-induced mouse choroidal neovascularization.

作者信息Lele Li, Xin Cao, Lili Huang, Xiaobo Huang, Jiayi Gu, Xiaoli Yu, Yan Zhu, Yue Zhou, Yu Song, Manhui Zhu
PMID37070131
发布时间2023-05
DOI10.1111/jcmm.17730

实验完整度

包含体外细胞实验、体内动物模型、功能验证(siRNA、激动剂)及机制验证(WB、CHIP、荧光素酶报告基因)等多层级证据。

主要模型

人脉络膜内皮细胞(HCVECs) 激光诱导小鼠CNV模型

重点核对

低氧条件:1% O2、5% CO2、94% N2,处理48小时 LYC浓度:5、10、20、40 μM,处理48小时 PEDF siRNA转染敲低PEDF 小鼠模型:C57BL/6J雄性小鼠,激光诱导CNV,第1天和第7天激光,第14天取材 LYC给药方式:腹腔注射2 mg/kg/天,连续14天

摘要

脉络膜新生血管(CNV)是发达国家老年人群不可逆性失明的主要原因,是由视网膜下纤维化所致,目前缺乏有效的治疗策略。脉络膜血管内皮细胞(CVECs)的内皮-间质转化(EndMT)导致视网膜下纤维化。番茄红素(LYC)是一种非维生素A原类胡萝卜素,具有抗纤维化作用。在此,我们探讨了LYC在CNV中对CVECs EndMT的作用及机制。首先,LYC抑制了低氧人脉络膜内皮细胞(HCVECs)的EndMT。同时,LYC抑制了低氧HCVECs的增殖、雄激素受体(AR)表达和核定位。然后,LYC抑制的AR促进了低氧HCVECs中小眼畸形相关转录因子(MITF)的激活。此外,LYC下调AR并诱导MITF上调色素上皮衍生因子(PEDF)的转录和表达。而且,LYC诱导的PEDF与层粘连蛋白受体(LR)结合,通过下调蛋白激酶B(AKT)/β-连环蛋白通路抑制低氧HCVECs的EndMT。在体内,LYC通过上调PEDF减轻了小鼠激光诱导的继发于CNV的视网膜下纤维化,且无眼部或全身毒性。这些结果表明,LYC通过调节AR/MITF/PEDF/LR/AKT/β-连环蛋白通路抑制CVECs的EndMT,表明LYC是治疗CNV的有前景的治疗药物。

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
LYC是否能抑制CNV中CVECs的EndMT及其潜在机制?
核心机制
LYC通过抑制AR表达和核定位,促进MITF激活,进而上调PEDF转录和表达;PEDF与LR结合,下调AKT/β-连环蛋白通路,从而抑制EndMT。
主要证据
体外低氧HCVECs实验表明LYC抑制EndMT、增殖和AR;体内激光诱导小鼠CNV模型显示LYC减轻视网膜下纤维化,且PEDF敲低逆转其作用。
研究意义
LYC可能成为治疗CNV的潜在治疗药物。

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

体外低氧模型建立与LYC处理

验证LYC对低氧诱导的HCVECs EndMT的影响

将HCVECs在低氧(1% O2)或常氧条件下培养,并用不同浓度LYC处理,检测内皮和间充质标志物的表达。

2

LYC对AR和MITF的影响

探讨LYC是否通过抑制AR促进MITF激活

检测p-AR、AR、p-MITF和MITF蛋白水平,以及MITF核转位,并使用AR激动剂TES进行干预。

3

MITF对PEDF转录调控的验证

验证MITF是否直接结合PEDF启动子并调控其转录

通过荧光素酶报告基因检测PEDF启动子活性,并使用CHIP检测MITF与PEDF启动子的结合。

4

PEDF与LR结合的验证

确定LYC诱导的PEDF是否结合LR

检测PEDF-R和LR表达,并通过免疫荧光分析PEDF与LR的共定位。

5

验证AKT/β-catenin通路参与

验证PEDF是否通过下调AKT/β-catenin通路抑制EndMT

检测p-AKT和p-β-catenin水平,并使用AKT激动剂SC79和β-catenin激动剂SKL2001干预。

6

体内模型验证与安全性评估

验证LYC在体内对CNV相关纤维化的作用及安全性

在激光诱导CNV小鼠模型中给予LYC,并检测α-SMA表达;同时评估LYC对小鼠视网膜及主要器官的毒性。

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培养基文中未明确说明--
胎牛血清Thermo Fisher Scientific26,140
青霉素-链霉素Thermo Fisher Scientific15,140,122
番茄红素Sigma AldrichSMB00706
二甲基亚砜Sigma AldrichD8418
睾酮Sigma AldrichT1500
ML329SelleckS0145
SC79MedChemExpress305,834-79-1
SKL2001MedChemExpressHY-101085
人PEDF重组蛋白R&D Systems1177-SF
RIPA裂解液Sigma AldrichR0278
蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物Sigma AldrichPPC1010
BCA蛋白定量试剂盒Millipore71285-M
PVDF膜MilliporeIPVH00010
SDS-PAGE凝胶文中未明确说明--
抗CD31抗体Proteintech11265-1-AP
抗VE-钙黏蛋白抗体Proteintech66804-1-Ig
抗α-SMA抗体Proteintech14395-1-AP
抗波形蛋白抗体Proteintech60330-1-Ig
抗磷酸化AR抗体Thermo Fisher ScientificPA5-37478
抗AR抗体Thermo Fisher ScientificPA1-110
抗磷酸化MITF抗体Sigma AldrichSAB4503940
抗MITF抗体Sigma AldrichHPA003259
抗PEDF抗体Proteintech26045-1-AP
抗PEDF受体抗体Proteintech55190-1-AP
抗LR抗体Proteintech67,324-1-Ig
抗磷酸化AKT抗体Proteintech66444-1-Ig
抗AKT抗体Proteintech10176-2-AP
抗磷酸化β-连环蛋白抗体Cell Signaling Technology9566
抗β-连环蛋白抗体Proteintech66379-1-Ig
抗Snail抗体Proteintech13099-1-AP
抗组蛋白H3抗体Proteintech17168-1-AP
抗GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
HRP标记的山羊抗兔IgGProteintechSA00001-2
HRP标记的山羊抗小鼠IgGProteintechSA00001-1
QIAwave RNA小提试剂盒Qiagen74536
PrimeScript cDNA合成试剂盒Takara6110A
SYBR Green预混液Bio-Rad1725272
CCK-8溶液文中未明确说明--
酶标仪(Multiskan FC)Thermo Fisher Scientific--
Lipofectamine RNAiMax转染试剂Thermo Fisher Scientific13778075
Opti-MEM培养基Thermo Fisher Scientific11058021
对照siRNASanta Cruz Biotechnologysc-37007
PEDF siRNASanta Cruz Biotechnologysc-40947
牛血清白蛋白Sigma AldrichA7030
Triton X-100文中未明确说明--
背景阻断剂Innovex BiosciencesNB306
Alexa Fluor 594标记的山羊抗兔IgGJackson ImmunoResearch Inc.111-585-144
Alexa Fluor 488标记的山羊抗小鼠IgGJackson ImmunoResearch Inc.115-545-003
DAPIBeyotimeC1005
荧光显微镜(Leica)Leica Microsystems--
细胞分级分离试剂盒Abcamab109719
pGL3-basic载体PromegaE1751
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher ScientificL3000008
双荧光素酶报告基因检测系统PromegaN1610
抗PEDF抗体Thermo Fisher ScientificPA5-112128
兔IgGThermo Fisher Scientific02-6102
康柏西普Chengdu Kanghong BiotechKH902
10%中性缓冲福尔马林文中未明确说明--
原位细胞死亡检测试剂盒(TMR红色)Roche12156792910
GraphPad Prism V5.0软件GraphPad Software--

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
细胞培养与低氧处理
低氧条件(1% O2, 5% CO2, 94% N2)和常氧对照条件(20% O2, 5% CO2, 75% N2),处理时间48小时
阅读提示:参见Materials and Methods 2.1 Cell culture and treatments
LYC处理
LYC浓度(5, 10, 20, 40 μM)及处理时间(48小时)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.1
AR/MITF通路干预
TES浓度1 μM, ML329浓度2 μM,处理时间48小时
阅读提示:参见Materials and Methods 2.1
PEDF敲低
PEDF siRNA浓度1 μM,转染方法(Lipofectamine RNAiMax)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.5 Cell transfection
动物模型建立
C57BL/6J雄性小鼠(2-3月龄),激光诱导CNV,第1天和第7天激光,第14天取材;LYC腹腔注射2 mg/kg/天连续14天;PEDF siRNA玻璃体腔注射(1 μM)第1天和第7天
阅读提示:参见Materials and Methods 2.10 and 2.11
体内纤维化评估
α-SMA免疫荧光染色,Snail和α-SMA mRNA及蛋白水平检测
阅读提示:参见Results 3.7 and Figure 7