卵泡液来源的细胞外囊泡 miR-34a-5p 通过靶向 LDHA 调控多囊卵巢综合征中颗粒细胞的糖酵解。

Follicular fluid-derived extracellular vesicles miR-34a-5p regulates granulosa cell glycolysis in polycystic ovary syndrome by targeting LDHA.

作者信息Xueying Cui, Xiaocan Lei, Tao Huang, Xueyan Mao, Zhiwei Shen, Xiuli Yang, Wanting Peng, Jingjing Yu, Shun Zhang, Peng Huo
PMID39538292
发布时间2024-11-13
DOI10.1186/s13048-024-01542-w

实验完整度

包含临床样本细胞外囊泡表征与测序、体外细胞模型功能验证及靶向验证,但缺乏动物模型或体内验证。

主要模型

KGN人卵巢颗粒肿瘤细胞系 PCOS患者卵泡液来源细胞外囊泡 健康对照卵泡液来源细胞外囊泡

重点核对

临床样本:PCOS组与对照组各6例,来源于接受IVF-ET的患者 细胞模型:KGN细胞,400 nM睾酮处理模拟PCOS环境 转染:50 nM miR-34a-5p mimic或100 nM inhibitor 靶向验证:双荧光素酶报告基因,野生型与突变型LDHA 3'UTR 糖酵解检测:乳酸和丙酮酸含量测定

摘要

背景:多囊卵巢综合征(PCOS)在全世界育龄女性中患病率很高,临床表现和生化参数具有高度异质性,且无法治愈。本研究旨在探讨 miR-34a-5p 在 PCOS 中的作用、其对颗粒细胞(GCs)糖酵解的影响及其对卵泡失调的潜在贡献。方法:本文中,从接受体外受精-胚胎移植的 6 名 PCOS 患者和 6 名健康对照者中收集卵泡液(FF)样本。通过透射电子显微镜、纳米颗粒追踪分析和蛋白质印迹法对分离的细胞外囊泡进行表征。此外,进行 miRNA 测序以鉴定差异表达的 microRNA,并通过转录组学分析其功能。在人卵巢颗粒肿瘤细胞系(KGN 细胞)中评估了 miR-34a-5p 对糖酵解、细胞增殖和凋亡的体外影响。通过双荧光素酶报告基因测定鉴定了 miR-34a-5p 的靶标,并进行定量实时聚合酶链反应和蛋白质印迹法以确定基因和蛋白质表达。结果:PCOS 患者 FF 来源的细胞外囊泡中 miR-34a-5p 的水平显著高于对照组。转录组学分析强调 miR-34a-5p 是糖酵解和凋亡的关键调节因子。此外,体外分析表明,miR-34a-5p 靶向乳酸脱氢酶 A(LDHA),抑制糖酵解,减少对 GCs 的能量供应,并促进 KGN 细胞凋亡。相反,抑制 miR-34a-5p 可恢复糖酵解功能和细胞活力。结论:本研究结果表明,miR-34a-5p 通过靶向 LDHA 并抑制糖酵解来介导 PCOS 中 GC 凋亡,表明其在 PCOS 病理生理学中的关键作用,并为改善 PCOS 患者的卵泡发育和生育结局提供了潜在的治疗靶点。需要进一步研究以探索 miR-34a-5p 的临床意义及其作为 PCOS 早期诊断和预后生物标志物的用途。

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
miR-34a-5p在PCOS中的作用及其对颗粒细胞糖酵解的影响,以及其对卵泡失调的潜在贡献。
核心机制
miR-34a-5p通过靶向LDHA抑制糖酵解,减少能量供应,促进颗粒细胞凋亡。
主要证据
PCOS患者FF来源细胞外囊泡中miR-34a-5p表达上调,且与LDHA表达负相关;体外KGN细胞中miR-34a-5p过表达下调LDHA、HK2、PKM2并抑制乳酸生成,促进凋亡;抑制miR-34a-5p则恢复糖酵解和细胞活力。
研究意义
miR-34a-5p可作为PCOS早期诊断和预后的潜在生物标志物,靶向miR-34a-5p可能为恢复正常糖酵解功能和改善卵泡发育提供新治疗策略。

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

临床样本收集与细胞外囊泡表征

分离并验证卵泡液来源的细胞外囊泡,确保后续分析的可靠性。

收集6例PCOS患者和6例对照的卵泡液,通过超速离心提取细胞外囊泡,并使用TEM、NTA和Western blot检测其形态、粒径和标志物。

2

转录组学分析

鉴定PCOS与对照组间差异表达的miRNA,并预测其功能。

对细胞外囊泡进行miRNA测序,鉴定差异表达miRNA,并进行GO和KEGG富集分析;用qPCR验证关键miRNA。

3

靶向验证

验证miR-34a-5p是否直接靶向LDHA。

使用miRDB和TargetScan预测靶点,构建LDHA 3'UTR野生型和突变型荧光素酶报告载体,共转染至KGN细胞,检测荧光素酶活性。

4

体外细胞模型功能验证

评估miR-34a-5p对颗粒细胞糖酵解、增殖和凋亡的影响。

用睾酮处理KGN细胞建立PCOS模型,转染miR-34a-5p mimic或抑制剂,检测糖酵解酶表达、乳酸/丙酮酸水平、细胞增殖和凋亡。

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
exoEasy Maxi试剂盒Qiagen--
CD63抗体ZenBioR23327
CD9抗体Abcamab92726
β-肌动蛋白抗体Sigma-AldrichA5441
HK2抗体ABclonalA0994
PKM2抗体Cell Signaling Technology4053
LDHA抗体Cell Signaling Technology3558
BAX抗体AbmartRT40051
BCL-2抗体Invitrogen13-8800
Caspase-3抗体Cell Signaling Technology9662
β-微管蛋白抗体Cell Signaling Technology5568
山羊抗兔IgG(H+L)二抗Protein Tech Group Inc.SA00001-2
eECL化学发光底物CWBIOCW0049M
TRIzol试剂Invitrogen--
NEBNext Poly(A) mRNA磁力分离模块New England Biolabs--
RiboZero磁力金试剂盒(人/小鼠/大鼠)Epicentre--
NEBNext多重小RNA样本制备套装(Illumina)NEBE7580
安捷伦2100生物分析仪Agilent--
Illumina NextSeq 500测序仪Illumina--
DMEM/F12培养基----
睾酮AbMole BioScienceM6105
riboFECT CP转染试剂盒RiboBioC10511-05
miRNA第一链cDNA合成试剂盒VazymeMR101-02
miRNA通用SYBR qPCR预混液VazymeMQ101-02
双荧光素酶报告基因检测系统PromegaE1910
CCK-8试剂盒BiosharpBS350A
FITC Annexin V凋亡检测试剂盒IBD Biosciences Pharmingen--
FACSCalibur流式细胞仪BD Biosciences--
乳酸检测试剂盒南京建成生物工程研究所A019-2-1
RIPA裂解液Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Solarbio--
GraphPad Prism 8.0GraphPad Software--

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
临床样本收集
PCOS诊断标准(Rotterdam 2003);排除标准(年龄>35岁等);样本量(每组6例);卵泡液采集时间(hCG注射后36小时)
阅读提示:Materials and methods: Clinical sample collection of FF
细胞外囊泡提取与表征
超速离心方法(QiaGen试剂盒);标志物检测(CD63、CD9);粒径范围(100-150 nm)
阅读提示:Materials and methods: Isolation and characterization of FF-derived extracellular vesicles; Figure 1
miRNA测序与分析
RNA提取方法;差异表达筛选阈值(log2|FC|≥1,p<0.05);qPCR验证的miRNA数量
阅读提示:Materials and methods: Extracellular vesicle miRNA sequencing (miRNA-seq) analysis; Figure 2
细胞培养与处理
KGN细胞来源;培养基成分(DMEM/F12, 10%FBS, 400 nM睾酮);转染试剂和浓度(riboFECT, 50 nM mimic, 100 nM inhibitor)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and miRNA mimic/inhibitor transfection; Figure 4
靶向验证
双荧光素酶报告基因载体构建(WT和MUT);共转染浓度(mimic 50 nM, psiCHECK2载体15 mg/L);检测时间(36小时)
阅读提示:Materials and methods: Dual-luciferase reporter assay; Figure 3
代谢物检测
乳酸和丙酮酸检测试剂盒型号;检测时间(转染后36小时);波长(乳酸530 nm,丙酮酸505 nm)
阅读提示:Materials and methods: Determination of lactic acid and pyruvic acid content
增殖和凋亡检测
CCK-8细胞接种密度(5000细胞/孔);孵育时间(24小时);流式检测凋亡(Annexin V)
阅读提示:Materials and methods: Cell proliferation assay, Flow cytometry; Figure 5