LncRNA HCP5 敲降通过调控 miR-93-5p/HMGA2 轴抑制高糖诱导的人肾小球系膜细胞过度增殖、纤维化和炎症

LncRNA HCP5 knockdown inhibits high glucose-induced excessive proliferation, fibrosis and inflammation of human glomerular mesangial cells by regulating the miR-93-5p/HMGA2 axis.

作者信息Xuan Wang, Yan Liu, Jian Rong, Kai Wang
PMID34187448
发布时间2021-06-29
DOI10.1186/s12902-021-00781-y

实验完整度

包含体外细胞模型、功能获得/缺失实验、双荧光素酶报告基因、pull-down、RIP、Western blot等验证,但缺乏动物模型和临床组织验证。

主要模型

人肾小球系膜细胞(HGMCs) 高糖诱导的DN细胞模型 DN患者血清样本

重点核对

高糖处理浓度:25 mmol/L D-葡萄糖 si-HCP5、miR-93-5p mimic/inhibitor、HMGA2过表达质粒的转染 实验分组:NG、HG、HG+si-HCP5等 检测时间点:CCK-8在24、48、72小时,凋亡在48小时

摘要

背景:长链非编码RNA(lncRNAs)被广泛报道参与人类疾病的发展。HLA复合物P5(HCP5)的失调与多种疾病相关。然而,HCP5在糖尿病肾病(DN)中的功能尚不清楚。方法:人肾小球系膜细胞(HGMCs)用高糖(HG)处理建立DN细胞模型。使用定量聚合酶链反应(QPCR)检测HCP5、miR-93-5p和高迁移率族蛋白AT-hook 2(HMGA2)mRNA的表达。分别使用细胞计数试剂盒-8(CCK-8)法和流式细胞术评估细胞增殖和细胞凋亡。通过Western blot定量凋亡和纤维化相关蛋白及HMGA2蛋白的表达。使用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测促炎因子的释放。通过双荧光素酶报告基因实验、pull-down实验或RNA免疫沉淀(RIP)实验验证miR-93-5p与HCP5或HMGA2的预测关系。结果:在DN血清样本和HG处理的HGMCs中,HCP5和HMGA2的表达增强,而miR-93-5p的表达降低。HCP5敲降或miR-93-5p恢复改善了HG诱导的HGMC增殖、纤维化和炎症。miR-93-5p是HCP5的靶标,miR-93-5p抑制逆转了HCP5敲降引起的效应。此外,HMGA2是miR-93-5p的靶标,HMGA2过表达消除了miR-93-5p恢复的效应。HCP5敲降抑制了AKT/mTOR信号通路。结论:HCP5通过调节miR-93-5p/HMGA2轴参与DN进展,这为理解DN发病机制提供了新的见解。

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
HCP5在糖尿病肾病(DN)中是否通过miR-93-5p/HMGA2轴影响肾小球系膜细胞的功能?
核心机制
HCP5作为miR-93-5p的分子海绵,上调HMGA2表达,进而激活AKT/mTOR信号通路,促进系膜细胞增殖、纤维化和炎症。
主要证据
在DN患者血清及高糖处理的HGMCs中观察到HCP5和HMGA2高表达,miR-93-5p低表达;HCP5敲降或miR-93-5p恢复改善细胞功能障碍;双荧光素酶报告基因、pull-down和RIP实验验证了HCP5与miR-93-5p、miR-93-5p与HMGA2的直接结合。
研究意义
首次揭示HCP5在DN细胞模型中的作用,为DN发病机制提供新见解,可能为DN治疗提供新靶点。

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DN细胞模型并检测表达

观察DN相关分子在血清和细胞模型中的表达变化

收集DN患者和正常对照血清,用高糖处理HGMCs建立DN细胞模型,通过QPCR检测HCP5、miR-93-5p和HMGA2的表达。

2

功能实验验证HCP5敲降的影响

验证HCP5敲降对高糖诱导的系膜细胞增殖、凋亡、纤维化和炎症的影响

用si-HCP5转染HGMCs,通过CCK-8、流式细胞术、Western blot和ELISA检测细胞增殖、凋亡、纤维化标志物和炎症因子表达。

3

验证HCP5与miR-93-5p的靶向关系

验证HCP5是否直接结合并负调控miR-93-5p

通过双荧光素酶报告基因、pull-down和RIP实验验证HCP5与miR-93-5p的结合,并检测si-HCP5对miR-93-5p表达的影响。

4

功能实验验证miR-93-5p的作用

验证miR-93-5p恢复对高糖诱导系膜细胞功能障碍的影响

用miR-93-5p mimic转染HGMCs,通过CCK-8、流式、Western blot和ELISA检测细胞功能。

5

验证miR-93-5p抑制逆转HCP5敲降的效应

验证HCP5敲降的效应是否依赖于miR-93-5p

在HGMCs中共转染si-HCP5和anti-miR-93-5p,检测细胞功能变化。

6

验证miR-93-5p与HMGA2的靶向关系

验证miR-93-5p是否直接结合并负调控HMGA2

通过双荧光素酶报告基因、pull-down实验验证miR-93-5p与HMGA2 3'UTR的结合,并检测miR-93-5p过表达对HMGA2蛋白表达的影响。

7

验证HMGA2过表达逆转miR-93-5p恢复的效应

验证miR-93-5p的效应是否通过HMGA2介导

在HGMCs中共转染miR-93-5p mimic和HMGA2过表达质粒,检测细胞功能变化。

8

研究AKT/mTOR信号通路

探索HCP5/miR-93-5p/HMGA2轴是否通过AKT/mTOR通路发挥作用

通过Western blot检测HG处理的HGMCs中p-AKT和p-mTOR蛋白水平,并观察HCP5敲降及miR-93-5p抑制的影响。

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
人肾小球系膜细胞ProcellCP-H067
完全培养基ProcellCM-H067
TRIzol试剂Invitrogen--
高容量cDNA逆转录试剂盒Applied Biosystems--
SYBR Green PCR预混液Applied Biosystems--
Mir-X miRNA第一链合成试剂盒Takara--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
CCK-8试剂Dojindo--
Annexin V-FIFC结合缓冲液Beyotime--
Annexin V-FIFCBeyotime--
碘化丙啶Beyotime--
RIPA裂解缓冲液Thermo Fisher Scientific--
抗Cleaved-PARP抗体Abcamab32064
抗Cleaved-caspase 3抗体Abcamab32042
抗纤连蛋白抗体Abcamab2413
抗IV型胶原抗体Abcamab86042
抗I型胶原抗体Abcamab138492
抗HMGA2抗体Abcamab97276
抗GAPDH抗体AbcamAB9485
增强化学发光试剂盒Beyotime--
人TNF-α ELISA试剂盒Abcam--
人IL-6 ELISA试剂盒Abcam--
人IL-1β ELISA试剂盒Abcam--
双荧光素酶检测系统Promega--
Pierce™磁珠RNA-蛋白Pull-Down试剂盒Thermo Fisher Scientific--
EZMagna RIP试剂盒Millipore--
抗Ago2抗体Millipore--
抗IgG抗体Millipore--

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
细胞培养和DN模型诱导
HGMCs来源、培养基、高糖浓度(25 mmol/L)、正常糖对照(5.5 mmol/L)
阅读提示:Methods:Cells and DN cell model
转染
si-HCP5、miR-93-5p mimic/inhibitor、HMGA2过表达质粒的浓度和转染时间
阅读提示:Methods:Oligonucleotides and plasmids
细胞增殖检测
细胞接种密度(2000细胞/孔)、检测时间点(24, 48, 72小时)、CCK-8孵育时间(2小时)
阅读提示:Methods:Cell counting kit-8 (CCK-8) test
凋亡检测
血清剥夺处理时间(48小时)、Annexin V/PI染色步骤
阅读提示:Methods:Flow cytometry assay
Western blot
一抗信息(品牌、货号)、蛋白上样量、曝光条件
阅读提示:Methods:Western blot assay
双荧光素酶报告基因
报告质粒构建(HCP5-WT/MUT, HMGA2-3'UTR-WT/MUT)、共转染组合、检测时间(48小时)
阅读提示:Methods:Dual-luciferase reporter assay