hsa_circ_0005567通过调控miR-495激活自噬并抑制IL-1β诱导的软骨细胞凋亡

Hsa_circ_0005567 Activates Autophagy and Suppresses IL-1β-Induced Chondrocyte Apoptosis by Regulating miR-495.

作者信息Jinling Zhang, Fangyue Cheng, Genxiang Rong, Zhi Tang, Binjie Gui
PMID33062640
发布时间2020-08-25
DOI10.3389/fmolb.2020.00216

实验完整度

包含细胞模型下的功能获得与缺失实验、自噬抑制实验、RNA pull-down和荧光素酶报告实验等机制验证,但缺乏动物模型或临床样本验证。

主要模型

人原代软骨细胞 IL-1β诱导的软骨细胞损伤模型

重点核对

人原代软骨细胞培养条件(Procell #CP-H107) IL-1β处理剂量为10 ng/mL,处理24小时 自噬抑制剂3-MA预处理浓度为10 mM 细胞转染试剂为Lipofectamine 3000,转染后48小时收集细胞 circ_0005567敲低序列为CCTTTTGTTGGCAATCTCT

摘要

过度的软骨细胞凋亡是骨关节炎(OA)进展的主要原因。已有研究表明,环状RNA(circRNAs)在OA软骨中差异表达,并参与OA期间的多种病理过程。本研究旨在探讨hsa_circ_0005567对IL-1β诱导的软骨细胞凋亡的作用及其分子机制。结果表明,敲低hsa_circ_0005567加剧了IL-1β诱导的软骨细胞凋亡。相反,hsa_circ_0005567过表达减弱了IL-1β诱导的软骨细胞凋亡,但这种效应可被3-甲基腺嘌呤(一种自噬抑制剂)消除,提示hsa_circ_0005567过表达通过诱导自噬抑制软骨细胞凋亡。此外,hsa_circ_0005567竞争性结合miR-495,并解除对ATG14表达的抑制,ATG14是miR-495直接靶标的早期自噬标志物。此外,miR-495模拟物和ATG14敲低均抵消了hsa_circ_0005567过表达在IL-1β处理的软骨细胞中的促自噬和抗凋亡作用。总之,hsa_circ_0005567通过调控miR-495/ATG14轴激活自噬,从而抑制IL-1β诱导的软骨细胞凋亡。这些发现表明hsa_circ_0005567可能作为治疗OA的靶点。

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
hsa_circ_0005567在IL-1β诱导的软骨细胞凋亡中发挥何种作用及其分子机制是什么?
核心机制
hsa_circ_0005567作为miR-495的海绵,竞争性结合miR-495,从而解除miR-495对ATG14的靶向抑制,上调ATG14表达,激活自噬,最终抑制IL-1β诱导的软骨细胞凋亡。
主要证据
在IL-1β处理的软骨细胞中,circ_0005567过表达促进自噬(GFP-LC3斑点增加,LC3-II/LC3-I比值和Beclin-1水平升高)并抑制凋亡(凋亡率降低,caspase-3和Bax水平降低,Bcl-2水平升高),而circ_0005567敲低则产生相反效应;RNA pull-down证实circ_0005567与miR-495直接结合,荧光素酶报告实验证实miR-495直接靶向ATG14;miR-495模拟物或ATG14敲低可逆转circ_0005567过表达的作用。
研究意义
首次揭示circ_0005567-miR-495-ATG14轴参与自噬调控,为OA治疗提供潜在的治疗靶点。

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

检测circ_0005567在IL-1β处理软骨细胞中的表达

明确circ_0005567是否参与IL-1β诱导的软骨细胞损伤。

用IL-1β(10 ng/mL)处理人原代软骨细胞24小时,通过qRT-PCR检测circ_0005567表达水平。

2

验证circ_0005567过表达和敲低对IL-1β诱导软骨细胞凋亡的影响

确定circ_0005567对软骨细胞凋亡的功能作用。

将circ_0005567过表达载体、空载体、si-circ_0005567或si-Ctrl转染至软骨细胞,在IL-1β存在下,通过流式细胞术检测凋亡率,通过Western blot检测凋亡相关蛋白(caspase-3、Bax、Bcl-2)水平。

3

检测circ_0005567对自噬的影响及自噬在抗凋亡中的作用

验证circ_0005567是否通过诱导自噬抑制凋亡。

通过GFP-LC3免疫荧光和Western blot检测自噬标志物(LC3-II、Beclin-1),并使用自噬抑制剂3-MA处理,检验对circ_0005567过表达抗凋亡作用的影响。

4

验证circ_0005567与miR-495的相互作用及对ATG14的调控

阐明circ_0005567调控miR-495和ATG14的分子机制。

通过RNA pull-down检测circ_0005567与miR-495的直接结合;通过荧光素酶报告实验验证miR-495对ATG14 3'-UTR的直接靶向;通过qRT-PCR和Western blot检测miR-495模拟物/抑制剂对circ_0005567和ATG14表达的影响,以及circ_0005567过表达对miR-495模拟物抑制ATG14的逆转作用。

5

验证miR-495/ATG14轴在circ_0005567促自噬和抗凋亡中的作用

证实circ_0005567通过miR-495/ATG14轴发挥功能。

在IL-1β处理的软骨细胞中,共转染miR-495模拟物或si-ATG14与circ_0005567过表达载体,检测自噬(GFP-LC3斑点、LC3-II/LC3-I、Beclin-1)和凋亡(凋亡率、caspase-3、Bax、Bcl-2)水平,观察对circ_0005567过表达效应的抵消作用。

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
人原代软骨细胞ProcellCP-H107
人软骨细胞完全培养基ProcellCM-H107
重组人IL-1β文中未明确说明--
3-甲基腺嘌呤文中未明确说明--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
FuGENE HD转染试剂Promega--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Sigma-Aldrich--
FACScan流式细胞仪BD Biosciences--
TRIzol试剂文中未明确说明--
逆转录试剂盒Takara--
SYBR Premix Ex TaqTakara--
SYBR PrimeScript miRNA RT-PCR试剂盒Takara--
Beclin-1抗体Abcamab62557
LC3B抗体Abcamab48394
ATG14抗体Cell Signaling Technology5504
Caspase-3抗体Abcamab32351
Bax抗体Santa Cruz Biotechnologysc-7480
Bcl-2抗体Santa Cruz Biotechnologysc-7382
β-actin抗体Abcamab8227
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--

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
细胞培养与处理
人原代软骨细胞来源(Procell #CP-H107)和培养基(#CM-H107);IL-1β浓度10 ng/mL处理24小时;3-MA浓度10 mM预处理
阅读提示:Materials and Methods: Cell Culture
细胞转染
转染试剂Lipofectamine 3000和FuGENE HD;转染后收集时间48小时;siRNA序列(si-circ_0005567、si-ATG14、si-Ctrl)
阅读提示:Materials and Methods: Cell Transfection
自噬检测
GFP-LC3质粒转染;检测LC3斑点计数(至少30个细胞);Western blot检测LC3-II/LC3-I和Beclin-1
阅读提示:Materials and Methods: GFP-LC3 Fluorescence; Results: Circ_0005567 Overexpression Attenuated...; Figure legends 2 and 5
细胞凋亡检测
Annexin V-FITC/PI染色;流式细胞仪型号FACScan;凋亡率计算为四次分析的平均值
阅读提示:Materials and Methods: Cell Apoptosis Assay
机制验证
RNA pull-down实验中生物素标记探针和链霉亲和素磁珠;荧光素酶报告实验中pmirGLO-ATG14野生型/突变型质粒和miR-495模拟物浓度10 nM
阅读提示:Materials and Methods: RNA Pull-Down Assay, Luciferase Reporter Assay
统计分析
统计方法(t检验和单因素方差分析);显著性水平P < 0.05
阅读提示:Materials and Methods: Statistical Analysis