ACTN2,受PRDM9调控,通过 interacting with PDLIM1 affects the growth and inflammation of vascular smooth muscle cells in intracranial aneurysms.

ACTN2, regulated by PRDM9, affects the growth and inflammation of vascular smooth muscle cells by interacting with PDLIM1 in intracranial aneurysms.

作者信息Guangxu Zhang, Jinbing Zhao, Zhiqiang Yu, Hongyi Liu
PMID40881324
发布时间2025-08-13
DOI10.3389/fnmol.2025.1606973

实验完整度

结合GEO数据集、体内动物模型、体外细胞实验及多种分子生物学验证,包括功能验证和机制验证。

主要模型

人颅内动脉瘤组织样本 大鼠颅内动脉瘤模型 人主动脉血管平滑肌细胞

重点核对

ACTN2在颅内动脉瘤中的表达水平 大鼠动脉瘤模型的构建方法(单侧颈总动脉结扎和肾血管性高血压) 体内ACTN2敲低/过表达慢病毒给药剂量(50 μL,尾静脉注射) 体外HAVSMC的ACTN2敲低/过表达处理 Hippo信号通路激活状态

摘要

背景:动脉瘤的发生与血管平滑肌细胞(VSMCs)的生长和炎症反应密切相关。ACTN2在颅内动脉瘤(IA)中的调控机制尚未完全阐明。本研究旨在揭示PRDM9-ACTN2-PDLIM1轴在动脉瘤进展中的作用及其对VSMCs的影响。方法:通过整合GEO数据集(GSE54083,GSE75436)和蛋白质-蛋白质相互作用网络分析,将ACTN2确定为关键基因。使用shRNA/过表达、组织染色、免疫荧光、ELISA和Western blot等技术分析ACTN2对VSMC增殖、凋亡、炎症和Hippo通路的影响。通过ChIP-qPCR验证PRDM9对ACTN2的转录调控,并使用CRISPR-Cas9实验探索PRDM9-H3K4me3-ACTN2轴的作用。筛选PDLIM1作为ACTN2的相互作用伙伴,并通过功能救援实验验证其作用。结果:α-肌动蛋白-2(ACTN2)在IA组织中显著下调。其敲低通过抑制Hippo通路加剧血管壁损伤、VSMC凋亡和炎症因子的释放。PRDM9通过H3K4me3修饰促进ACTN2转录,其低表达导致ACTN2抑制,驱动VSMC增殖抑制并促进凋亡和炎症。PDLIM1与ACTN2相互作用,其过表达逆转了ACTN2敲低的效果,这依赖于Hippo-YAP信号通路。结论:本研究揭示了PRDM9通过表观遗传修饰调控ACTN2表达,并与PDLIM1相互作用介导VSMC功能和动脉瘤进展。该研究为临床干预提供了理论基础。

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
ACTN2在颅内动脉瘤中的作用及其调控机制是什么?
核心机制
PRDM9通过H3K4me3修饰转录调控ACTN2,ACTN2与PDLIM1相互作用,激活Hippo-YAP信号通路,从而调控VSMC的增殖、凋亡和炎症反应。
主要证据
在人IA组织和动物模型中,ACTN2和PDLIM1表达下调;ACTN2敲低促进VSMC凋亡和炎症,抑制增殖,而PDLIM1过表达逆转这些效应,且依赖于Hippo通路;ChIP-qPCR验证PRDM9结合ACTN2启动子及H3K4me3修饰。
研究意义
揭示PRDM9-ACTN2-PDLIM1轴在IA进展中的机制,为IA的临床干预提供理论依据。

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

GEO数据挖掘与差异基因分析

筛选与IA相关的关键差异表达基因

整合GSE54083和GSE75436数据集,进行差异表达分析、Venn分析、GO和KEGG富集分析,构建PPI网络,识别ACTN2为关键基因。

2

临床样本验证

验证ACTN2在IA患者组织中的表达

收集IA患者和创伤性脑损伤患者的正常颞浅动脉组织,通过qRT-PCR和Western blot检测ACTN2表达。

3

大鼠体内模型构建与病理分析

评估ACTN2对IA进展的影响

通过单侧颈总动脉结扎和肾血管性高血压诱导大鼠IA模型,分为假手术组、IA组、IA+sh-ACTN2组、IA+OE-ACTN2组,进行HE染色、EVG染色、免疫组化、TUNEL和ELISA检测。

4

体外细胞功能验证

检测ACTN2对VSMC增殖、凋亡和炎症的影响

在人主动脉血管平滑肌细胞中敲低或过表达ACTN2,通过CCK-8、EdU、流式细胞术、TUNEL和ELISA检测细胞功能。

5

分子机制探索(PRDM9调控ACTN2)

验证PRDM9通过H3K4me3修饰调控ACTN2表达

通过USUC数据库预测、ChIP-qPCR验证H3K4me3和PRDM9在ACTN2启动子上的结合,使用CRISPR-Cas9敲除增强子,并过表达PRDM9观察效应。

6

下游效应分子验证(PDLIM1)

验证ACTN2与PDLIM1的相互作用及功能

通过生物信息学预测、GST pull-down、共定位验证ACTN2与PDLIM1相互作用,并在VSMC中过表达PDLIM1观察对ACTN2敲低效应的逆转。

7

体内验证PDLIM1功能

验证PDLIM1对大鼠IA模型的影响

在大鼠IA模型中敲低或过表达PDLIM1,通过病理染色和Western blot评估血管损伤。

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
改良VG染色液YeasenR20390
抗ACTN2抗体Proteintech68223-1-Ig
抗PDLIM1抗体Proteintech11674-1-AP
抗H3K4me3抗体AbcamAb8580
TUNEL检测液VazymeA211-01
人主动脉血管平滑肌细胞ProcellCP-H116
DMEM培养基Thermo Fisher Scientific11965092
胎牛血清Thermo Fisher Scientific10099141C
青霉素/链霉素Thermo Fisher Scientific15140122
CCK-8溶液BeyotimeC0037
EdU工作液BeyotimeC0071S
抗YAP1抗体Proteintech81090-1-RR
抗CTGF抗体Proteintech23903-1-AP
抗CYR61抗体Proteintech26689-1-AP
抗Caspase-3抗体Proteintech82202-1-RR
抗裂解Caspase-3抗体Proteintech25128-1-AP
抗PARP抗体Abcamab191217
抗裂解PARP抗体Abcamab32064
抗PRDM9抗体Abcamab191524
抗GAPDH抗体Abcamab9485
山羊抗兔IgG抗体Abcamab6721
兔抗鼠IgG抗体Abcamab6728
Dharmacon Edit-R CRISPR-Cas9基因工程系统Dharmacon--
慢病毒ACTN2-sgRNADharmaconVSGH12608-256887302
Pierce™ RNA 3'末端脱硫生物素化试剂盒----

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
GEO数据筛选
数据集GSE54083和GSE75436的原始数据、样本分组、差异分析参数(|log2FC| > 1, p < 0.05)
阅读提示:Materials and Methods: Data acquisition and differential gene analysis
大鼠IA模型建立
Sprague-Dawley大鼠品系、结扎方法、分组(Sham, IA, IA+sh-ACTN2, IA+OE-ACTN2)、慢病毒注射体积和途径(50 μL尾静脉)、模型成功标准
阅读提示:Materials and Methods: Animal experiments
细胞培养与处理
HAVSMC细胞系(CP-H116)、培养条件(DMEM, 10% FBS, 1% P/S, 37°C, 5% CO2)、shRNA/过表达转染方法
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture
分子实验
ChIP-qPCR抗体(H3K4me3, PRDM9)、CRISPR-Cas9 sgRNA序列(ACTN2)、RNA pull-down试剂盒型号、GST pull-down条件
阅读提示:Materials and Methods: ChIP, CRISPR-Cas9, RNA pull-down
统计分析
统计软件(SPSS 22.0)、组间比较方法(t检验或ANOVA)、样本重复数(体外实验三次重复)
阅读提示:Materials and Methods: Statistical analyses