DKK1/SMDT1参与腹主动脉瘤细胞模型中血管紧张素II诱导的人平滑肌细胞线粒体损伤

DKK1/SMDT1 participate in Ang II-induced mitochondrial injury of human smooth muscle cells in an abdominal aortic aneurysm cell model.

作者信息Xiaoxia Chang, Baohong Yao, Zheng Liu, Zijie Guo, Pengyue Qiao, Xiaokun Li, Lin Wang, Aiqun Li
PMID41822196
发布时间2026-02-25
DOI10.3892/etm.2026.13112

实验完整度

包含体外细胞实验、Western blot、RT-qPCR、RNA-seq及生信分析,具有明确实验方法和验证结果,但缺乏体内实验及功能验证。

主要模型

人主动脉平滑肌细胞(HSMCs) Ang II刺激的HSMCs细胞模型

重点核对

HSMCs细胞株:人主动脉平滑肌细胞,第4-10代 Ang II处理:1 µM,24小时 siDKK1转染:50 nM,转染6小时后换液,48小时验证敲低 RNA-seq分组:NC、siDKK1、NC-Ang II、siDKK1-Ang II,每组两个生物学重复 DEGs阈值:|log2 fold change|≥1且调整后P<0.05

摘要

腹主动脉瘤(AAA)是一种致命的血管疾病,细胞凋亡和炎症参与其中。然而,与主动脉状态相关的调节因素仍不清楚;因此,更深入地了解参与AAA病理过程的细胞类型和信号通路是开发药物治疗的关键。本研究旨在探讨dickkopf-1(DKK1)在血管紧张素(Ang)II刺激的人平滑肌细胞(HSMCs)中的作用,并阐明DKK1的潜在下游靶点和相关病理机制。HSMCs用Ang II(1 µM)刺激24小时;结果,DKK1蛋白表达上调了4.26倍,同时观察到IL-1β、GRP-94和GRP-78的mRNA表达水平增加,表明线粒体和内质网应激。通过小干扰RNA沉默DKK1可降低其表达,并通过逆转录定量PCR验证。对四组进行RNA测序:阴性对照(NC)、siDKK1、NC-Ang II和siDKK1-Ang II。通过DESeq2鉴定差异表达基因(DEGs),Venn分析显示1,332个共表达的DEGs,富集于包括“内质网中的蛋白质加工”在内的通路。稳健秩聚合优先排序了关键基因,特别是单次跨膜蛋白含天冬氨酸富集尾1(SMDT1),一种线粒体钙调节因子。Ang II刺激使SMDT1的mRNA上调2.78倍,而DKK1沉默使其逆转0.37倍。功能富集将DEGs与病毒反应、细胞外基质和细胞因子通路相关联。通过STRING分析蛋白质-蛋白质相互作用网络突出基因簇。总之,本研究探讨了DKK1在Ang II诱导的HSMCs线粒体功能障碍中的作用。据我们所知,本研究首次证明DKK1/SMDT1介导了Ang II诱导的HSMCs线粒体损伤,表明该通路是一个潜在机制。因此,结果表明DKK1可作为预防AAA的治疗靶点。

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
DKK1是否参与血管紧张素II诱导的人平滑肌细胞线粒体损伤,以及其潜在下游靶点和相关病理机制是什么?
核心机制
DKK1/SMDT1通路介导Ang II诱导的HSMCs线粒体损伤
主要证据
Ang II刺激HSMCs后DKK1和SMDT1表达升高;siDKK1敲低后SMDT1表达降低;RNA-seq和RT-qPCR验证
研究意义
为AAA的病理机制提供新见解,提示DKK1可作为预防AAA的治疗靶点

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

Ang II刺激HSMCs建立细胞损伤模型

模拟AAA病理环境,观察DKK1及应激相关基因的表达变化

用1 µM Ang II刺激HSMCs 24小时,通过Western blot检测DKK1蛋白表达,RT-qPCR检测IL-1β、GRP-94、GRP-78 mRNA表达

2

siRNA敲低DKK1

验证DKK1敲低效率,为后续RNA-seq准备样本

转染siDKK1或NC siRNA,通过RT-qPCR检测DKK1 mRNA表达,验证敲低效率

3

RNA-seq及差异表达基因分析

鉴定DKK1沉默后的下游差异表达基因

对四组(NC、siDKK1、NC-Ang II、siDKK1-Ang II)进行RNA-seq,使用DESeq2分析DEGs,Venn分析共表达DEGs,RRA筛选关键基因

4

关键基因SMDT1验证

验证RNA-seq筛选出的关键基因SMDT1的表达变化

通过RT-qPCR检测Ang II刺激和siDKK1敲低后SMDT1的mRNA表达水平

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
平滑肌细胞培养基ScienCell Research Laboratories, Inc.1101
人血管紧张素IIMedChemExpressHY-13948
人主动脉平滑肌细胞Procell Life Science & Technology Co., Ltd.CP-H081
RIPA裂解液Wuhan Boster Biological Technology Co., Ltd.AR0102
BCA蛋白浓度测定试剂盒ProteinTech Group, Inc.P0010
PVDF膜MilliporeSigmaIPVH00010
抗DKK1抗体Abcamab109416
GAPDH抗体ProteinTech Group, Inc.60004-1-Ig
HRP标记亲和纯化山羊抗小鼠IgG(H+L)ProteinTech Group, Inc.SA00001-1
HRP标记亲和纯化山羊抗兔IgG(H+L)Beijing Zhongshan Jinqiao Biotechnology Co., Ltd.ZB-2301
Tanon5200化学发光成像系统Tanon Science and Technology Co., Ltd.--
超纯RNA提取试剂盒Jiangsu CoWin Biotech Co., Ltd.CW0581S
Evo M-MLV逆转录预混液Accurate Biology Co., Ltd.AG11706
SYBR Green Pro Taq HS预混液Accurate Biology Co., Ltd.AG11701
CFX connect实时荧光定量PCR系统Bio-Rad Laboratories, Inc.--
Lipofectamine RNAi MAX转染试剂Invitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
靶向人DKK1的siRNAChangzhou Ruibo Bio-Technology Co., Ltd.--
乱序siRNAChangzhou Ruibo Bio-Technology Co., Ltd.--
VAMNE磁珠通用总RNA提取试剂盒Vazyme Biotech Co., Ltd.ROA3301
NanoPhotometer NP80超微量分光光度计Implen GmbH--
Qubit 3.0荧光计Life Technologies; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
Agilent 2100 RNA Nano 6000检测试剂盒Agilent Technologies, Inc.--
iQ SYBR Green SupermixBio-Rad Laboratories, Inc.1708882
CFX 96实时荧光定量PCR系统Bio-Rad Laboratories, Inc.--
NovaSeq 6000 S4试剂盒V1.5Illumina, Inc.20028312
Illumina NovaSeq测序平台Illumina, Inc.--

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
细胞培养与处理
HSMCs细胞株(第4-10代)、培养基、Ang II浓度(1 µM)和处理时间(24小时)
阅读提示:Methods中的'Cell culture and treatment'部分,图1图注
siRNA转染
siRNA序列、浓度(50 nM)、转染试剂、转染时间(6小时)、敲低验证时间(48小时)
阅读提示:Methods中的'Transfection of HSMCs with small interfering RNA (siRNA) and vector',图2图注
RNA-seq
分组(NC、siDKK1、NC-Ang II、siDKK1-Ang II)、生物学重复数(2)、RNA提取试剂盒、建库方法、测序平台和读长
阅读提示:Methods中的'RNA sequencing (RNA-seq)'
DEG分析
DEG阈值(|log2 fold change|≥1,调整后P<0.05)、分析软件(DESeq2)
阅读提示:Methods中的'Differentially expressed gene (DEG) analysis'
RT-qPCR验证
引物序列、内参基因(GAPDH)、定量方法(2-∆∆Cq)、循环条件
阅读提示:Methods中的'RNA extraction and reverse transcription-quantitative PCR (RT-qPCR)'和Table I