肥大细胞来源的外泌体miR-181a-5p通过YY1/MMP-9轴调控滋养层细胞活力、迁移和侵袭

Mast cell-derived exosomal miR-181a-5p modulated trophoblast cell viability, migration, and invasion via YY1/MMP-9 axis.

作者信息Yinfen Wang, Aner Chen
PMID35698293
发布时间2022-07
DOI10.1002/jcla.24549

实验完整度

包含患者样本(PE及正常胎盘肥大细胞)、细胞模型(HTR-8/SVneo、Luva、293T)、外泌体功能实验、靶向验证(双荧光素酶、ChIP)及回复实验,具有多层级验证。

主要模型

PE患者胎盘肥大细胞(n=15)与正常孕妇(n=20) Luva肥大细胞系 HTR-8/SVneo滋养层细胞系 293T细胞

重点核对

miR-181a-5p在PE患者肥大细胞中过表达(p<0.001) 外泌体鉴定:CD63、HSP70高表达,Calnexin低表达 外泌体摄取:PKH26标记后内化至HTR-8/SVneo细胞 miR-181a-5p靶向YY1验证:双荧光素酶报告实验 YY1结合MMP-9启动子验证:ChIP实验

摘要

背景:肥大细胞调节子痫前期(PE)的过程。由于我们之前发现肥大细胞在PE患者胎盘中特异性表达miR-181a-5p,因此有必要研究肥大细胞来源的外泌体miR-181a-5p对滋养层细胞的作用及机制。方法:通过定量实时逆转录聚合酶链反应测定miR-181a-5p和YY1水平。通过透射电子显微镜、Western blot和PKH-26标记鉴定外泌体。使用3-(4,5-二甲基-2-噻唑基)-2,5-二苯基-2-H-四唑溴化物、伤口愈合和Transwell实验检测肥大细胞或滋养层细胞的恶性表型。使用Western blot定量YY1和转移相关蛋白。使用TargetScan、JASPAR、双荧光素酶报告基因和染色质免疫沉淀验证miR-181a-5p、YY1和MMP-9之间的关系。结果:miR-181a-5p在PE患者的肥大细胞中过表达。过表达的miR-181a-5p抑制了肥大细胞的活力。成功分离出肥大细胞外泌体,其含有高表达的CD63和HSP70,低表达的Calnexin,并可转运至滋养层细胞的细胞质中。肥大细胞外泌体减弱了HTR-8/SVneo细胞的活力、迁移和侵袭,抑制了YY1、N-钙粘蛋白、Vimentin和MMP-9蛋白表达,并促进了E-钙粘蛋白蛋白表达。外泌体的作用被miR-181a-5p模拟物增强,但被miR-181a-5p抑制剂逆转。miR-181a-5p靶向YY1,YY1与MMP-9启动子结合。HTR-8/SVneo细胞中过表达的YY1加速了细胞的恶性表型,并逆转了外泌体miR-181a-5p的调节作用。结论:肥大细胞来源的外泌体miR-181a-5p通过YY1/MMP-9调节HTR-8/SVneo细胞的活力、迁移和侵袭。

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
肥大细胞来源的外泌体miR-181a-5p是否影响滋养层细胞功能及其机制?
核心机制
miR-181a-5p靶向抑制YY1,YY1作为转录因子结合MMP-9启动子促进其表达,从而调控滋养层细胞活力、迁移和侵袭。
主要证据
PE患者肥大细胞中miR-181a-5p高表达;肥大细胞外泌体miR-181a-5p抑制HTR-8/SVneo活力、迁移、侵袭,并调节EMT相关蛋白;过表达YY1逆转外泌体miR-181a-5p的作用;双荧光素酶和ChIP验证miR-181a-5p-YY1-MMP-9结合关系。
研究意义
从免疫学角度阐明子痫前期的发生机制,为临床寻找诊断标志物提供新思路和实验依据。

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

临床样本中miR-181a-5p表达检测

验证miR-181a-5p在PE患者与正常孕妇肥大细胞中的表达差异

收集PE患者和正常孕妇胎盘组织,分离原代肥大细胞,通过qRT-PCR检测miR-181a-5p表达。

2

肥大细胞中miR-181a-5p功能验证

研究miR-181a-5p对Luva细胞活力的影响

将miR-181a-5p mimic、inhibitor及对照转染至Luva细胞,用MTT检测细胞活力。

3

肥大细胞外泌体的分离与鉴定

确认外泌体的分离成功及特性

使用ExoIsolator试剂盒从Luva细胞培养上清中提取外泌体,通过透射电镜观察形态、Western blot检测标志蛋白。

4

外泌体摄取实验

验证外泌体能够被滋养层细胞内化

用PKH26标记外泌体,与HTR-8/SVneo细胞共培养,荧光显微镜观察。

5

外泌体对滋养层细胞功能的影响

检测肥大细胞外泌体及其中miR-181a-5p对HTR-8/SVneo细胞活力、迁移和侵袭的影响

将来源于miR-181a-5p mimic或inhibitor处理过的Luva细胞的外泌体与HTR-8/SVneo共培养,进行MTT、伤口愈合、Transwell实验。

6

外泌体对EMT相关蛋白表达的影响

检测外泌体miR-181a-5p对YY1及EMT相关蛋白表达的影响

Western blot检测YY1、N-cadherin、E-cadherin、Vimentin、MMP-9。

7

miR-181a-5p靶向YY1验证

验证miR-181a-5p与YY1的直接结合

使用TargetScan预测,双荧光素酶报告实验验证,将YY1 WT或MUT载体与miR-181a-5p mimic共转染293T细胞。

8

YY1过表达恢复实验

验证YY1过表达能够逆转外泌体miR-181a-5p对HTR-8/SVneo细胞的影响

将YY1过表达质粒转染至HTR-8/SVneo细胞,与外泌体共培养,进行MTT、伤口愈合、Transwell及Western blot检测。

9

YY1与MMP-9结合验证

验证YY1是否直接结合MMP-9启动子

使用JASPAR预测,双荧光素酶报告实验(MMP-9 WT、MUT1、MUT2)及ChIP实验验证。

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
IMDM培养基Procell--
RPMI-1640培养基ATCC30-2001
胎牛血清ATCC30-2021
干细胞因子ProcellPCK019
白细胞介素-6ProcellPCK085
肥大细胞完全培养基ProcellCM-H110
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen11668027
ExoIsolator外泌体分离试剂盒DOJINDO LABORATORISEEX10
过滤器MilliporeGVWP09050
磷酸盐缓冲液SAFC806544
Tundra冷冻透射电子显微镜Thermo Fisher--
PKH26染料Sigma-AldrichMINI26
Hoechst 33258染色液BeyotimeC1018
荧光显微镜Zeiss Meditec AG--
TRIzol试剂Invitrogen15596026
外泌体RNA和蛋白分离试剂盒Invitrogen4478545
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Thermo ScientificK1621
microRNA逆转录试剂盒Applied Biosystems4366597
LightCycler 480II实时荧光定量PCR仪Roche--
FastStart SYBR Green预混液RocheFSSGMMRO
TaqMan microRNA检测Applied Biosystems4440888
MTT试剂盒SolarbioM1020
RIPA裂解液SolarbioR0020
BCA蛋白定量试剂盒Abcamab102536
硝酸纤维素膜MilliporeHATF04700
增强化学发光试剂盒Proandybio10144
CD63抗体AbwaysCY5253
HSP70抗体AbwaysAB3138
Calnexin抗体AbwaysCY5839
YY1抗体AbwaysCY5160
MMP-9抗体AbwaysCY1226
N-钙粘蛋白抗体Abcamab76011
E-钙粘蛋白抗体Abcamab40772
波形蛋白抗体Abcamab92547
GAPDH抗体Abcamab8245
光学显微镜OlympusDP27
Transwell小室Corning3422
Matrigel基质胶Solarbio356234
结晶紫SolarbioG1062
pmirGLO载体Promega CorporationE1330
pGL3-Basic载体PromegaE1771
双荧光素酶检测试剂盒MedChemExpressHY-K1013
染色质免疫沉淀试剂盒BeyotimeP2078
甲醛Sigma-AldrichF8775
IgG抗体Abcamab171870
YY1抗体Invitrogen703054
miR-181a-5p模拟物RibobiomiR10000256-1-5
miR-181a-5p抑制剂RibobiomiR20000256-1-5
miR-181a-5p模拟物对照RibobiomiR1N0000002-1-5
miR-181a-5p抑制剂对照RibobiomiR2N0000002-1-5
YY1过表达质粒GenePharma--
pEX-3载体GenePharma--
MagniSort人CD117阳性分选试剂盒Invitrogen8802-6870-74

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
肥大细胞分离
PE和正常孕妇的组织收集数量(n=15, n=20),孕周(28周后),分离试剂盒(MagniSort Human CD117 Positive Selection Kit)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.1节
细胞培养
细胞系来源(Luva, HTR-8/SVneo, 293T),培养基成分(IMDM补充SCF和IL-6,RPMI-1640+10%FBS),培养条件(37°C, 5% CO2)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.1节
转染
miR-181a-5p mimic/inhibitor浓度(文中未明确说明),转染试剂(Lipofectamine 2000),质粒(YY1过表达质粒)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.2节
外泌体分离
外泌体分离试剂盒(ExoIsolator),超滤膜孔径(0.22 μm),PBS洗涤次数
阅读提示:参见Materials and Methods 2.3节
外泌体鉴定
标志物CD63、HSP70、Calnexin的表达
阅读提示:参见Figure 1E
MTT实验
细胞处理时间(24-96h),MTT孵育时间(4h),溶解时间(10min),检测波长(490nm)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.6节
伤口愈合实验
细胞接种密度(1×10^5 cells/well),划痕后培养时间(48h),血清饥饿
阅读提示:参见Materials and Methods 2.8节
Transwell实验
细胞密度(未明确),Matrigel包被,培养时间(48h),固定和染色步骤
阅读提示:参见Materials and Methods 2.9节
双荧光素酶报告实验
质粒构建(pmirGLO, pGL3-Basic),共转染细胞(293T),检测时间(48h后)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.11节
ChIP实验
抗体用量(Anti-YY1 2μg/百万细胞,Anti-IgG 1μg),甲醛交联浓度(1%),孵育时间(4°C过夜)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.11节