自噬的调控:一种新型的视网膜新生血管形成的潜在治疗策略

Manipulation of autophagy: a novelly potential therapeutic strategy for retinal neovascularization.

作者信息Rong Li, Jin Tian, Junhui Du, Lei Zhao, Yang Yao, Zhaoxiang Yu, Weiping Chang, Rui Shi, Jing Li
PMID29703256
发布时间2018-04-27
DOI10.1186/s12886-018-0774-6

实验完整度

包含细胞培养、药物处理、迁移和血管生成功能实验,以及TEM、Western blot等自噬检测,但缺乏动物模型或临床样本验证,属于体外实验层面的验证。

主要模型

小鼠视网膜血管内皮细胞(RVECs) 原代培养的C57BL/6J小鼠视网膜微血管内皮细胞

重点核对

细胞来源:C57BL/6J小鼠视网膜内皮细胞,使用第2代细胞 缺氧条件:1%氧浓度,24小时 3-MA处理:5 mM,预处理4小时 VEGF-A处理:20 ng/ml,处理4小时 抗VEGF抗体处理:10 μg/ml,处理1小时

摘要

背景:VEGF和自噬在视网膜血管生成过程中的关系仍不清楚。在本研究中,我们以小鼠视网膜血管内皮细胞(RVEC)为模型探讨了这一问题。方法:RVECs分为以下几组:对照组、低氧组(H)、3-甲基腺嘌呤(3-MA)+H组、VEGF+H组、3-MA+VEGF+H组、抗VEGF抗体+H组、3-MA+抗VEGF抗体+H组。通过透射电子显微镜(TEM)检测自噬体的形成以及计数绿色荧光蛋白阳性(GFP+)斑点来检测自噬的激活。通过Western blot检测微管相关蛋白1轻链3B(LC3B)和VEGF的转化。用划痕实验和Transwell实验检测细胞迁移能力。进行血管生成实验以研究血管生成能力。结果:低氧导致自噬体数量和GFP+斑点增加,LC3B-II/I比值升高,RVECs的迁移和血管形成能力增强。3-MA预处理减弱了自噬的激活,并消除了低氧下增强的细胞迁移和血管形成。暴露于VEGF显著增加了低氧下RVECs的迁移和血管形成能力,而3-MA在不影响VEGF表达的情况下减少了VEGF诱导的血管生成。在用抗VEGF抗体处理的细胞中,自噬体的形成、GFP+斑点的数量和LC3B-II/I的表达均升高,而这些效应被3-MA预处理部分抑制。结论:我们目前的数据可能将自噬反应确定为增强血管生成抑制剂治疗效果的新靶点。

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
在视网膜血管内皮细胞中,自噬在缺氧诱导的血管生成中扮演什么角色,并与VEGF信号通路如何相互作用?
核心机制
缺氧通过诱导自噬促进视网膜血管内皮细胞的迁移和血管形成;自噬抑制可削弱VEGF诱导的血管生成效应,而不影响VEGF的表达。
主要证据
通过TEM观察自噬体形成、GFP-LC3斑点计数和LC3B-II/I比值检测自噬;通过划痕实验、Transwell和血管生成实验评估功能变化;用3-MA抑制自噬可降低缺氧和VEGF诱导的迁移和血管形成。
研究意义
自噬反应可能作为增强血管生成抑制剂治疗视网膜新生血管形成疗效的新靶点。

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

细胞培养和鉴定

分离并确认小鼠视网膜血管内皮细胞(RVECs)的身份。

从C57BL/6J小鼠视网膜中分离原代RVECs,并通过细胞形态和CD34免疫荧光进行鉴定。

2

低氧诱导自噬的检测

考察低氧是否激活RVECs中的自噬。

将RVECs暴露于低氧(1% O₂)24小时,通过TEM、GFP-LC3斑点计数和Western blot检测LC3B-II/I比值。

3

低氧对细胞迁移的影响

评估低氧条件下自噬对RVECs迁移能力的影响。

采用划痕实验和Transwell实验检测细胞迁移。

4

低氧对血管形成的影响

评估低氧条件下自噬对RVECs血管形成能力的影响。

采用Matrigel血管形成实验,检测分支点数量。

5

VEGF诱导的细胞迁移和血管形成与自噬的关系

考察自噬抑制是否影响VEGF诱导的RVECs迁移和血管形成。

在低氧条件下,用VEGF处理RVECs,并联合3-MA预处理,然后检测迁移和血管形成能力。

6

自噬抑制对VEGF表达的影响

确定3-MA抑制自噬是否改变VEGF蛋白表达。

通过Western blot检测低氧条件下3-MA处理后VEGF-A的表达水平。

7

抗VEGF治疗对自噬的影响

研究抗VEGF抗体是否影响RVECs的自噬水平。

用抗VEGF抗体处理细胞,通过TEM、GFP-LC3斑点和Western blot检测自噬标记物。

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。

细胞培养和鉴定
验证分子表达变化
验证细胞功能变化
验证血管生成能力

产品清单

实验环节名称品牌货号
小鼠视网膜微血管内皮细胞完全培养基Procell--
胶原酶----
胰蛋白酶----
3-甲基腺嘌呤Sigma--
血管内皮生长因子APeprotech--
抗VEGF-A中和抗体RD--
CD34抗体Abcam--
Cy3标记的山羊抗兔二抗Wuhan Boster--
小鼠IgG同型对照Sigma--
含DAPI的ProLong Gold抗淬灭封片剂Thermo Fisher Scientific--
荧光显微镜OlympusBX53
超薄切片机Leica--
透射电子显微镜HITACHIHT7700-SS
pEGFP-N3载体----
脂质体2000Thermo Fisher Scientific--
RIPA裂解液Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
聚偏二氟乙烯膜Millipore--
LC3B抗体Cell Signaling--
VEGF-A抗体Abcam--
GAPDH兔多克隆抗体Hangzhou Xianzhi biology co., LTD--
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔二抗Boster--
ECL蛋白质印迹底物Thermo Fisher Scientific--
ChemiDoc XRS成像系统Bio-Rad--
QuantityOne软件Bio-Rad--
无血清M199培养基----
Image J软件NIH--
Transwell小室Costar8
10%胎牛血清的M199培养基----
基质胶BD Biosciences--
SPSS 19.0软件IBM--

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
细胞来源:C57BL/6J小鼠视网膜内皮细胞,使用第二代细胞;培养基为CM-M114
阅读提示:Methods: Cell culture
低氧诱导
缺氧条件:1%氧浓度,24小时
阅读提示:Methods: Cell grouping and treatments
药物处理
3-MA浓度5 mM,预处理4小时;VEGF-A浓度20 ng/ml,处理4小时;抗VEGF抗体浓度10 μg/ml,处理1小时
阅读提示:Methods: Cell grouping and treatments
细胞迁移检测
划痕实验和Transwell实验的时间均为24小时
阅读提示:Methods: Wound healing assay, Transwell assay
血管形成检测
Matrigel包被,细胞密度2×10⁵ cells/well,孵育8小时
阅读提示:Methods: Endothelial cell capillary formation assay
自噬检测
TEM观察自噬体、GFP-LC3斑点计数、Western blot检测LC3B-II/I比值
阅读提示:Methods: Transmission electron microscopy, GFP-LC3B plasmid construction and transfection, Western blot analysis