高糖刺激角质形成细胞中的KRT17通过整合素α11抑制真皮成纤维细胞迁移

KRT17 From Keratinocytes With High Glucose Stimulation Inhibit Dermal Fibroblasts Migration Through Integrin α11.

作者信息Peng Zhou, Yiqing Li, Shan Zhang, Dian-Xi Chen, Ruikang Gao, Peiliang Qin, Chao Yang, Qin Li
PMID38205163
发布时间2024-01
DOI10.1210/jendso/bvad176

实验完整度

体外细胞实验和动物模型验证了KRT17表达变化,并通过功能实验(迁移、增殖)和机制验证(RNA-seq、qPCR、Western blot)支持结论。

主要模型

人表皮角质形成细胞(HEK) 人永生化角质形成细胞(HaCaT) db/db小鼠模型 高脂饮食联合链脲佐菌素诱导的2型糖尿病小鼠模型

重点核对

高糖浓度:6 mM和30 mM用于HEK,HaCaT用MEM和DMEM模拟 KRT17重组蛋白浓度:0, 0.1, 1, 10 ng/mL 细胞划痕实验和Transwell实验检测HDF迁移 db/db小鼠和HFD/STZ模型的皮肤组织 ITGA11表达验证:RNA-seq、qPCR、Western blot、免疫荧光

摘要

目的:探讨过度表达的角蛋白17(KRT17)对人真皮成纤维细胞(HDFs)生物学功能的影响,并探讨KRT17在糖尿病创面愈合中的作用机制。方法:检测KRT17在糖尿病角质形成细胞、动物模型和患者皮肤组织中的表达(华中科技大学伦理委员会,[2022]第3110号)。随后,在体外用不同浓度的KRT17刺激HDFs,观察HDFs增殖和迁移的变化。然后,通过基于RNA测序的转录组分析鉴定KRT17诱导的真皮成纤维细胞变化。结果:KRT17在病理条件下表达上调。体外用不同浓度的KRT17刺激HDFs可抑制细胞迁移。RNA-seq数据显示,富集的GO条目为细胞外基质成分及其调控。KEGG分析显示,富集基因数量最多的通路为PI3K-Akt,其中调控细胞迁移的关键分子整合素α11(ITGA11)的mRNA显著下调。体外KRT17刺激HDFs后观察到ITGA11表达下降。结论:糖尿病病理环境中KRT17表达增加通过下调ITGA11表达抑制成纤维细胞迁移。因此,KRT17可能成为治疗糖尿病创面的分子靶点。

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
KRT17在糖尿病创面愈合中对真皮成纤维细胞功能的影响及其机制
核心机制
KRT17通过下调ITGA11表达抑制HDF迁移,可能通过PI3K-Akt信号通路介导
主要证据
体外KRT17刺激HDF后迁移能力下降,RNA-seq显示ITGA11 mRNA下调,并通过qPCR、Western blot和免疫荧光验证
研究意义
KRT17可能成为糖尿病创面治疗的分子靶点

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

验证KRT17在高糖条件下的表达

确认KRT17在糖尿病相关条件下是否上调

通过qPCR、Western blot和ELISA检测高糖处理的HEK和HaCaT细胞中KRT17表达

2

验证KRT17在糖尿病动物模型和患者皮肤中的表达

在体内验证KRT17是否在糖尿病皮肤中上调

通过qPCR、Western blot和免疫组化检测db/db小鼠、HFD/STZ小鼠和糖尿病患者皮肤组织中的KRT17表达

3

KRT17对HDF增殖和迁移的影响

评估KRT17刺激对HDF功能的作用

用不同浓度KRT17刺激HDF,观察细胞形态,CCK-8检测增殖,划痕和Transwell检测迁移

4

RNA-seq转录组分析

鉴定KRT17刺激后HDF中差异表达基因和信号通路

对KRT17刺激的HDF进行RNA-seq,进行GO和KEGG富集分析,重点关注PI3K-Akt通路和ITGA11

5

验证ITGA11表达变化

验证KRT17刺激是否导致ITGA11表达下调

通过qPCR、Western blot和免疫荧光检测KRT17刺激后HDF中ITGA11的表达

6

恢复ITGA11表达对细胞迁移的影响

验证ITGA11下调是否是KRT17抑制迁移的原因

在KRT17存在下恢复ITGA11水平,通过划痕和Transwell实验检测HDF迁移

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
人表皮角质形成细胞ScienCell2110
人永生化角质形成细胞ProcellCL-0090
人真皮成纤维细胞ScienCell2320
MEM培养基BosterPYG0029
DMEM培养基BosterDZPYG0209
RNAiso Plus试剂Takara9108
RIPA裂解液BeyotimeP0013K
db/db小鼠ShulbHM0046
链脲佐菌素SelleckS1312
PrimeScript RT试剂盒TakaraRR037A
SYBR Premix Ex Taq试剂TakaraRR420A
KRT17抗体Proteintech18502-1-AP
辣根过氧化物酶标记二抗ABclonalAS014
增强化学发光试剂MeilunbioMA0186
KRT17 ELISA试剂盒Jiang Lai BiotechJL15259-48T
DAB显色液DAKO--
重组人细胞角蛋白17ProSpecPRO-1883
细胞计数试剂盒-8DojindoCK04-500T
Transwell小室Corning--
ITGA11一抗ABclonal TechnologyA10084
FITC标记二抗ProteintechSA00003-2
DAPI----

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
细胞培养与高糖处理
HEK和HaCaT细胞培养条件,高糖浓度(30 mM)和正常糖(6 mM/8 mM),处理时间24小时
阅读提示:Methods: Cell Cultures, Sample Preparations, and Reagents
动物模型
db/db小鼠来源,HFD/STZ模型建立细节(高脂饮食4周+STZ 120 mg/kg腹腔注射),血糖标准(>14 mmol/L)
阅读提示:Methods: Acquisition and Preparation of Skin Tissues
KRT17刺激
KRT17浓度(0, 0.1, 1, 10 ng/mL),刺激时间(划痕实验观察24小时,Transwell 24小时,CCK-8检测72小时)
阅读提示:Methods: Stimulation of Recombinant Human Cytokeratin 17, Cell Proliferation Assay, Cell Migration Assay
迁移检测
划痕实验和Transwell实验的具体条件(细胞密度、血清处理、时间点)
阅读提示:Methods: Cell Migration Assay
ITGA11验证
KRT17刺激浓度(1 ng/mL),检测方法(qPCR、Western blot、免疫荧光)
阅读提示:Results: ITGA11 Expression Levels Were Decreased in HDF Cells After KRT17 Stimulation