衰老通过miR-1204-MYLK信号轴加重小鼠主动脉瘤和主动脉夹层

Aging aggravates aortic aneurysm and dissection via miR-1204-MYLK signaling axis in mice.

作者信息Ze-Long Liu, Yan Li, Yi-Jun Lin, Mao-Mao Shi, Meng-Xia Fu, Zhi-Qing Li, Da-Sheng Ning, Xiang-Ming Zeng, Xiang Liu, Qing-Hua Cui, Yue-Ming Peng, Xin-Min Zhou, Ye-Rong Hu, Jia-Sheng Liu, Yu-Jia Liu, Mian Wang, Chun-Xiang Zhang, Wei Kong, Zhi-Jun Ou, Jing-Song Ou
PMID39013850
发布时间2024-07-16
DOI10.1038/s41467-024-50036-2

实验完整度

包含患者血浆和主动脉样本分析、两种小鼠AAD模型、体外VSMC功能实验、机制验证(靶基因、通路、回补实验)等多层级证据。

主要模型

人血浆及主动脉样本 C57BL/6小鼠AngII诱导AAD模型 C57BL/6小鼠BAPN诱导AAD模型 原代人主动脉血管平滑肌细胞

重点核对

患者分组年龄阈值50岁 miR-1204 agomir剂量10 nmol,尾静脉注射每3天一次共5次 AngII输注剂量1000 ng/kg/min,持续4周 BAPN给药剂量1 g/kg/d,饮水中给予4周 LNA anti-miR-1204给药剂量10 mg/kg,尾静脉注射一次

摘要

衰老诱导主动脉瘤和主动脉夹层(AAD)的机制尚不清楚。本研究共招募430名参与者进行血浆差异表达microRNA(miRNA)的筛选。我们发现miR-1204在老年AAD患者的血浆和主动脉中均显著升高,且与年龄呈正相关。细胞衰老通过p53与浆细胞瘤变异易位1(PVT1)相互作用诱导miR-1204的表达,而miR-1204诱导血管平滑肌细胞(VSMC)衰老,形成正反馈环路。此外,miR-1204加重血管紧张素II诱导的AAD形成,抑制miR-1204可减轻β-氨基丙腈单富马酸盐诱导的小鼠AAD发展。机制上,miR-1204直接靶向肌球蛋白轻链激酶(MYLK),导致VSMC获得衰老相关分泌表型(SASP)并丧失收缩表型。MYLK过表达逆转了miR-1204诱导的VSMC衰老、SASP和收缩表型变化,以及转化生长因子-β信号通路的降低。我们的研究结果表明,衰老通过miR-1204-MYLK信号轴加重AAD。

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
衰老如何诱导主动脉瘤和主动脉夹层(AAD)的形成?
核心机制
衰老通过p53与PVT1相互作用诱导miR-1204表达,miR-1204直接靶向抑制MYLK,导致VSMC获得衰老相关分泌表型(SASP)并丧失收缩表型,促进血管炎症和AAD形成,且miR-1204诱导VSMC衰老形成正反馈环路。
主要证据
患者血浆和主动脉中miR-1204随年龄升高;AngII和BAPN两种小鼠模型中miR-1204过表达加重AAD,抑制miR-1204减轻AAD;体外实验证实miR-1204靶向MYLK,MYLK过表达逆转miR-1204效应。
研究意义
该研究揭示了衰老诱导AAD的分子机制,p53/miR-1204/MYLK信号轴可能成为AAD的潜在治疗靶点,血浆miR-1204可能作为年龄相关AAD的生物标志物。

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

筛选衰老相关AAD miRNA

鉴定与衰老和AAD相关的差异表达miRNA

招募430名参与者,分为年轻正常、老年正常、年轻患者和老年患者四组,进行血浆miRNA微阵列分析,筛选与衰老和AAD相关的候选miRNA,并在血浆和主动脉样本中验证miR-1204表达。

2

小鼠AAD模型中验证miR-1204功能

验证miR-1204对AAD形成的影响

建立AngII和BAPN诱导的两种小鼠AAD模型,通过尾静脉注射miR-1204 agomir或LNA anti-miR-1204,检测AAD发生率、生存率、主动脉直径、组织病理和衰老标志物。

3

体外VSMC功能实验

探究miR-1204对VSMC衰老、收缩表型及SASP的影响

在原代人主动脉VSMC中过表达miR-1204,检测SA-β-gal染色、SASP成分表达、收缩标志物蛋白水平。

4

鉴定miR-1204直接靶基因

确定miR-1204调控VSMC表型的直接靶基因

利用TargetScan预测miR-1204靶基因,结合转录组分析筛选候选基因,并通过荧光素酶报告基因实验验证MYLK为直接靶基因。

5

MYLK回补实验

验证MYLK在miR-1204诱导VSMC损伤中的功能

在VSMC中过表达MYLK腺病毒,观察其对miR-1204诱导的衰老、SASP、收缩表型变化及AAD形成的影响。

6

体内动物模型验证MYLK挽救效应

验证MYLK过表达是否能挽救miR-1204加重的AAD形成

在AngII诱导的小鼠AAD模型中,同时给予miR-1204 agomir和MYLK过表达腺病毒,检测AAD发生率、主动脉直径、SA-β-gal染色和离体主动脉环收缩功能。

7

机制上游调控研究

阐明衰老诱导miR-1204表达的上游机制

利用ChIP、ChIP-seq和荧光素酶报告实验验证p53与PVT1响应元件的结合,并检测miR-1204对p53活性的反馈调控。

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
TRIzol试剂Invitrogen15596018
miRNeasy Mini试剂盒Qiagen74104
miRNeasy血清/血浆试剂盒Qiagen217184
Bulge-Loop miRNA qRT-PCR Starter KitRibobioC10211-2
组织RNA纯化试剂盒PlusESscienceRN002plus
miRCURY LNA miRNA检测探针Qiagen339111
抗MYH11抗体Abcamab53219
抗α-SMA抗体Cell Signaling Technology19245
抗SM22抗体Abcamab14106
抗MYLK抗体Santa Cruz Biotechnologysc-365352
抗MCP-1抗体Abcamab214819
抗CXCL1抗体Proteintech12335-1-AP
抗CD68抗体Abcamab283667
抗IL-6抗体Abcamab233706
抗小鼠IgG H&L (Alexa Fluor 488)Cell Signaling Technology4408
抗兔IgG H&L (Alexa Fluor 555)Cell Signaling Technology4413
OCT包埋剂Sakura4583
血管紧张素IISigma AldrichA9525
miR-1204 agomirRibobiomiR40005868
Cy5标记的miR-1204 agomirRibobiomiR4200521013014
LNA anti-miR-1204Qiagen339204
Vevo 2100超声系统Visual Sonics--
SA-β-gal染色试剂盒Cell Signaling Technology9860
原代人主动脉血管平滑肌细胞ScienCell6110
平滑肌细胞培养基ScienCell1101
HEK-293T细胞ProcellCL-0005
DMEM培养基GibcoC11995500BT
Lipofectamine RNAiMAX试剂Invitrogen13778030
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23225
RIPA裂解液Cell Signaling Technology9806
抗TGFβR2抗体Cell Signaling Technology79424
抗SMAD2/3抗体Cell Signaling Technology8685
抗p53抗体Cell Signaling Technology2524
抗p16抗体Cell Signaling Technology92803
抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
抗小鼠IgG HRP标记抗体Cell Signaling Technology7076
抗兔IgG HRP标记抗体Cell Signaling Technology7074
细胞裂解缓冲液Cell Signaling Technology9803S
Protein A/G磁珠BimakeB23201
抗MDM2抗体Abcamab226939
IgG抗体Cell Signaling Technology2729
Cell-Light EdU Apollo567体外试剂盒RiboBioC10310-1
细胞收缩检测试剂盒Cell BiolabsCBA-021
Transwell小室Corning3422
抗CD80 PE/Cyanine7抗体Biolegend305218
IL-6 ELISA试剂盒Abcamab178013
MCP-1 ELISA试剂盒Abcamab179886
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000015
Dual-Glo荧光素酶检测试剂盒PromegaE2920
SimpleChIP Plus酶法染色质免疫沉淀试剂盒Cell Signaling Technology9005
抗p53抗体Abcamab1101
Protein A/G DynabeadsLife Technologies10015D

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
患者血浆miRNA筛选
患者分组标准(年龄阈值50岁)、样本量(每组例数)、miRNA筛选阈值(fold change ≥ 2, P ≤ 0.05)
阅读提示:Methods-Study populations,Results第一段,图1
AngII诱导AAD模型
小鼠品系、月龄、性别;AngII输注剂量(1000 ng/kg/min);miR-1204 agomir剂量(10 nmol)和给药方案(尾静脉注射,每3天一次,共5次);对照组设置
阅读提示:Methods-Disease models,图2A
BAPN诱导AAD模型
小鼠周龄、品系;BAPN给药剂量(1 g/kg/d)和途径(饮水);LNA anti-miR-1204剂量(10 mg/kg)和给药时间
阅读提示:Methods-Disease models,图3A
体外VSMC实验
VSMC来源(原代人主动脉VSMC)、培养条件(SMCM+2%FBS);转染miR-1204 mimic浓度(50 nM);AngII处理浓度(1×10^-6 mol/L)和处理时间(24 h)
阅读提示:Methods-Cell culture,Cell transfection,图4
MYLK靶基因验证
荧光素酶报告基因实验所用细胞系(HEK-293T)、载体构建(MYLK 3'UTR野生型/突变型/缺失型)、miR-1204 mimic浓度(100 nmol/L)
阅读提示:Methods-Luciferase assay,图5E
体内回补实验
MYLK腺病毒给药方式(尾静脉注射)和剂量(文中未明确说明)、与miR-1204 agomir联合给药的时间顺序
阅读提示:Methods-Disease models,图6H