Pou3f1通过调控炎症介导Nfatc3对溃疡性结肠炎相关性结直肠癌的作用

Pou3f1 mediates the effect of Nfatc3 on ulcerative colitis-associated colorectal cancer by regulating inflammation.

作者信息Yan Lin, Dongxu Wang, Hong Zhao, Dongyue Li, Xinning Li, Lianjie Lin
PMID36064319
发布时间2022-09-05
DOI10.1186/s11658-022-00374-0

实验完整度

包含AOM/DSS诱导的UC-CRC小鼠模型、LPS处理的巨噬细胞体外模型、Nfatc3与Pou3f1的ChIP和荧光素酶报告基因验证,以及体内外功能验证。

主要模型

AOM/DSS诱导的UC-CRC小鼠模型 LPS处理的RAW264.7细胞 LPS处理的小鼠骨髓源性巨噬细胞(BMDMs)

重点核对

AOM剂量:10 mg/kg,腹腔注射 DSS浓度:3%,饮水给予,连续7天,重复3个周期 AAV-shPou3f1或AAV-shNC通过结肠灌肠给药,AOM处理前2周 体外LPS处理浓度:100 ng/ml,处理3小时 小鼠品系:6-8周龄雄性C57BL/6小鼠

摘要

背景:溃疡性结肠炎相关性结直肠癌(UC-CRC)是溃疡性结肠炎的重要并发症。Pou3f1(POU class 3 homeobox 1)是发育事件和细胞生物学过程的关键调控因子。然而,Pou3f1在UC-CRC发展中的作用尚不清楚。方法:在体内,通过氧化偶氮甲烷(AOM)和葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导UC-CRC小鼠模型。评估体重、结肠长度、黏膜损伤、肿瘤形成和存活率以确定UC-CRC的进展。采用Western blot、实时荧光定量PCR、ELISA、免疫组织化学、免疫荧光和TUNEL检测炎症和肿瘤发生的严重程度。在体外,使用LPS处理的小鼠骨髓源性巨噬细胞(BMDMs)和RAW264.7细胞研究Pou3f1在炎症中的作用。使用ChIP和荧光素酶报告基因实验确认Nfatc3与Pou3f1之间的相互作用。结果:UC-CRC小鼠结肠中Pou3f1表达增加,抑制Pou3f1可减轻黏膜损伤、减少结肠肿瘤发生并提高存活率。敲低Pou3f1抑制结肠肿瘤细胞增殖并增加细胞死亡。体内外结果均显示,Pou3f1缺失减少促炎介质的产生。此外,ChIP和荧光素酶报告基因实验证明Nfatc3直接结合Pou3f1启动子诱导其表达。Pou3f1敲低抑制了Nfatc3对巨噬细胞炎症反应的作用。结论:总体而言,Pou3f1介导Nfatc3在UC-CRC发展中调节巨噬细胞炎症和癌变的作用。

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
Pou3f1在溃疡性结肠炎相关性结直肠癌发生发展中的作用及其与Nfatc3的调控关系。
核心机制
Nfatc3直接结合Pou3f1启动子并促进其转录,Pou3f1介导Nfatc3诱导的巨噬细胞炎症反应,从而促进UC-CRC的炎症和肿瘤发生。
主要证据
在AOM/DSS诱导的UC-CRC小鼠模型中,Pou3f1表达上调,敲低Pou3f1减轻黏膜损伤、减少肿瘤形成、抑制炎症并影响细胞增殖和凋亡;在LPS处理的巨噬细胞中,Pou3f1敲低抑制炎症因子和ROS产生,且Pou3f1敲低可逆转Nfatc3过表达诱导的炎症效应;ChIP和荧光素酶报告基因实验证实Nfatc3直接结合Pou3f1启动子。
研究意义
研究提示Pou3f1可能作为UC-CRC的潜在治疗靶点。

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UC-CRC小鼠模型

诱导溃疡性结肠炎相关性结直肠癌,用于研究Pou3f1的作用。

使用6-8周龄雄性C57BL/6小鼠,腹腔注射AOM,随后进行3个周期的DSS饮水处理,每个周期包含7天3% DSS和14天正常饮水。

2

检测Nfatc3与Pou3f1的相互作用

验证Nfatc3是否直接结合Pou3f1启动子并调控其表达。

在结肠组织和RAW264.7细胞中进行ChIP实验,使用Nfatc3抗体免疫沉淀染色质,通过PCR/qPCR检测Pou3f1启动子富集;使用荧光素酶报告基因实验验证Nfatc3对Pou3f1启动子转录活性的影响,包括野生型和突变型启动子片段。

3

体外巨噬细胞炎症模型

研究Pou3f1在LPS诱导的巨噬细胞炎症反应中的作用。

使用LPS处理RAW264.7细胞和BMDMs,检测Pou3f1表达变化;通过腺病毒介导的Pou3f1敲低(Ad-shPou3f1)和Nfatc3过表达(Ad-Nfatc3),检测炎症因子(IL-1β, IL-6, TNF-α, MCP-1)mRNA水平、iNOS和COX-2蛋白水平以及ROS水平。

4

体内Pou3f1敲低实验

验证Pou3f1敲低对UC-CRC小鼠疾病进展的影响。

通过结肠灌肠给予AAV-shPou3f1或AAV-shNC,检测小鼠体重、存活率、疾病活动指数、结肠长度、肿瘤数量、组织学损伤、炎症指标(ELISA、qPCR、MPO活性、ROS)、细胞增殖(PCNA)和凋亡(TUNEL)。

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
氧化偶氮甲烷SigmaA5486
葡聚糖硫酸钠MP Biomedicals--
DMEM培养基ServicebioG4510
胎牛血清----
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000-008
脂多糖SolarbioL8880
组织ChIP试剂盒WanleibioWLA122
细胞ChIP试剂盒WanleibioWLA106a
Nfatc3抗体Proteintech18222-1-AP
荧光素酶报告基因检测试剂盒KeyGEN BioTECHKGAF040
ROS检测试剂盒BeyotimeS0033
DCFH-DA溶液JianChengE004
BCA蛋白定量试剂盒SolarbioPC0020
IL-1β ELISA试剂盒Multi SciencesEK201B
MCP-1 ELISA试剂盒Multi SciencesEK287
PGE2 ELISA试剂盒Multi SciencesEK8103
MPO活性检测试剂盒JianChengA044
伊红SangonA600190
COX-2抗体ABclonalA1253
HRP标记的山羊抗兔二抗ThermoFisher Scientific31460
PCNA抗体ABclonalA0264
F4/80抗体Santa Cruzsc-377009
FITC标记的山羊抗兔IgG抗体BeyotimeA0562
Cy3标记的山羊抗小鼠IgG抗体BeyotimeA0521
原位细胞死亡检测试剂盒Roche11684795910
DAPI染液AladdinD106471
奥林巴斯显微镜OlympusBX53
TRIpure试剂BioTekeRP1001
BeyoRT II M-MLV逆转录酶BeyotimeD7160L
SYBR Green试剂SolarbioSY1020
Exicycler 96实时荧光定量PCR仪Bioneer--
RIPA裂解液SolarbioR0010
PVDF膜MilliporeIPVH00010
Pou3f1抗体ABclonalA19330
iNOS抗体ABclonalA0312
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
山羊抗兔IgG/HRP抗体SolarbioSE134
山羊抗小鼠IgG/HRP抗体SolarbioSE131
ECL Western blot底物SolarbioPE0010
NovoCyte流式细胞仪AceaBio--
多功能酶标仪BiotekSynergy

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
UC-CRC小鼠模型建立
小鼠品系、性别、年龄、体重;AOM剂量、给药途径、DSS浓度、给药周期
阅读提示:Methods: Animal models; Figure 1A
Pou3f1敲低实验
AAV血清型、注射途径、给药时间、剂量
阅读提示:Methods: Animal models; Figure 2A
体外巨噬细胞处理
细胞系、培养条件、LPS浓度、处理时间、感染复数、转染试剂
阅读提示:Methods: Cell treatment
ChIP实验
抗体浓度、细胞交联条件、染色质片段化、PCR引物序列
阅读提示:Methods: Chromatin immunoprecipitation; Figure legends 1G-H, 2B-D
荧光素酶报告基因实验
报告基因载体、启动子片段、结合位点突变、共转染质粒、检测时间
阅读提示:Methods: Luciferase reporter assay; Figure 2E