14,15-环氧二十碳三烯酸通过SIRT1/FOXO3a信号通路和TSPO蛋白调节线粒体自噬,保护脑微血管内皮细胞免受葡萄糖剥夺和再灌注损伤

14,15-Epoxyeicosatrienoic Acid Protect Against Glucose Deprivation and Reperfusion-Induced Cerebral Microvascular Endothelial Cells Injury by Modulating Mitochondrial Autophagy via SIRT1/FOXO3a Signaling Pathway and TSPO Protein.

作者信息Youyang Qu, Jinlu Cao, Di Wang, Shu Wang, Yujie Li, Yulan Zhu
PMID35558879
发布时间2022-04-26
DOI10.3389/fncel.2022.888836

实验完整度

中

包含体外细胞模型、siRNA敲低、药物干预、流式、Western blot等功能和机制验证,但缺乏动物模型和临床样本。

主要模型

人脑微血管内皮细胞系HCMEC/D3 OGD/R体外模型

重点核对

14,15-EET浓度为1 μM,预处理30分钟 3-MA浓度为5 mM,处理2小时 OGD条件:无血清无糖DMEM/F12,缺氧4小时,复氧24小时 siRNA转染6小时,靶向SIRT1和TSPO CCK-8检测细胞活力,流式细胞术检测凋亡

摘要

神经血管系统在控制脑实质组织血流中起重要作用。此外,它还促进神经元生物活动中的代谢。脑微血管内皮细胞(MECs)参与介导与脑血管相关的疾病(包括中风)的进展。花生四烯酸可在细胞色素P450环氧酶催化下转化为环氧二十碳三烯酸(EETs)。我们已报道EETs可以保护神经元功能。在我们的研究中,进一步阐明了14,15-EET在脑MECs保护作用中的角色以及氧糖剥夺和再灌注(OGD/R)中涉及的潜在机制。在我们的研究中,我们干预了SIRT1/FOXO3a通路,并通过RNA干扰技术建立了TSPO敲低模型,以探索14,15-EET在OGD/R损伤中的细胞保护作用。OGD/R处理后脑MECs活力显著降低,但14,15-EET可以逆转这种效应。为了进一步确认14,15-EET是否由SIRT1/FOXO3a信号通路和转位蛋白(TSPO)介导,我们还检测了自噬相关蛋白、线粒体膜电位、凋亡指标、氧自由基等。结果发现,14,15-EET可以调节OGD/R诱导的线粒体自噬。SIRT1/FOXO3a信号通路和TSPO调节与14,15-EET在脑MECs中的保护作用有关。此外,我们还探讨了SIRT1/FOXO3a信号通路与TSPO蛋白之间的潜在关系。我们的研究揭示了14,15-EET在OGD/R条件下脑MECs中的保护作用及其潜在机制。

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
14,15-EET在OGD/R条件下对脑微血管内皮细胞是否具有保护作用及其潜在机制。
核心机制
14,15-EET通过激活SIRT1/FOXO3a信号通路和上调TSPO蛋白表达,调节线粒体自噬,从而保护脑微血管内皮细胞免受OGD/R损伤。
主要证据
体外OGD/R模型中,14,15-EET处理后细胞活力增加、凋亡减少、线粒体膜电位恢复、LC3II/LC3I比值升高、P62水平降低,SOD活性升高、MDA含量降低;siRNA敲低SIRT1或TSPO后这些效应被逆转。
研究意义
研究揭示了14,15-EET在脑缺血损伤中的保护作用和潜在机制,为脑缺血性损伤的治疗提供新的见解。

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

建立OGD/R细胞模型

模拟缺血再灌注损伤,评价14,15-EET的保护作用。

将人脑微血管内皮细胞HCMEC/D3置于无血清无糖培养基中,在缺氧环境(5% CO2, 95% N2)中培养4小时,再复氧24小时。

2

14,15-EET预处理及分组干预

评估14,15-EET的细胞保护作用以及SIRT1/FOXO3a和TSPO的参与。

细胞分为对照组、OGD/R组、OGD/R+14,15-EET组、OGD/R+14,15-EET+3-MA组、OGD/R+14,15-EET+siRNA组等,在OGD/R前给予14,15-EET(1 μM)30分钟,或加用3-MA(5 mM)2小时,或siRNA转染6小时。

3

检测细胞活力与凋亡

评估14,15-EET对OGD/R诱导的细胞损伤的保护作用。

使用CCK-8检测细胞活力,使用流式细胞术(Annexin V-FITC/PI双染)检测细胞凋亡。

4

检测线粒体膜电位

评估14,15-EET对OGD/R诱导的线粒体功能障碍的影响。

使用JC-1荧光探针检测线粒体膜电位(ΔΨm),通过荧光显微镜观察红/绿荧光比值。

5

检测线粒体自噬相关蛋白表达

评估14,15-EET对OGD/R诱导的线粒体自噬的影响。

通过Western blot检测LC3、P62、SIRT1、FOXO3a和TSPO蛋白表达水平。

6

检测氧化应激指标

评估14,15-EET对OGD/R诱导的氧化应激的影响。

使用ELISA试剂盒检测MDA含量和SOD活性。

7

生物信息学分析

探索SIRT1/FOXO3a通路与TSPO蛋白之间的潜在关联。

使用STRING数据库构建PPI网络,MCODE筛选关键模块,CytoHubba识别hub基因,并进行GO和通路富集分析。

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
14,15-环氧二十碳三烯酸Cayman Chemical Corporation--
抗SIRT1抗体CST8469
抗TSPO抗体CST70358
抗LC3抗体CST12741
抗P62抗体CST23214
抗FOXO3a抗体CST12829
GAPDH抗体AbcamAb8245
内皮细胞培养基----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
谷氨酰胺----
无血清无葡萄糖的DMEM/F12培养基----
3-甲基腺嘌呤----
丙二醛ELISA试剂盒Elabscience--
超氧化物歧化酶ELISA试剂盒Elabscience--
碘化丙啶----
异硫氰酸荧光素标记的Annexin V----
FACS Calibur细胞分选仪BD--
硝酸纤维素膜----
牛血清白蛋白----
增强化学发光检测系统Tanon--
CCK-8试剂盒----
酶标仪BioTek--
JC-1荧光染料----
荧光显微镜Leica--
GraphPad PrismGraphPad 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
细胞培养
细胞系:HCMEC/D3;培养基:Endothelial Cell Medium添加10% FBS、1%青霉素/链霉素、1%谷氨酰胺;培养条件:37°C,5% CO2。
阅读提示:Materials and Methods - Cell Culture
OGD/R模型
OGD条件:无血清无糖DMEM/F12,缺氧4小时(5% CO2, 95% N2);复氧条件:正常培养环境,24小时。
阅读提示:Materials and Methods - Oxygen Glucose Deprivation and Reoxygenation
药物处理
14,15-EET浓度1 μM,预处理30分钟;3-MA浓度5 mM,处理2小时;siRNA转染6小时。
阅读提示:Materials and Methods - Cell Culture, Results 图1
细胞活力与凋亡检测
CCK-8检测:OGD/R后24小时加入,孵育2小时,OD 480 nm;流式凋亡:Annexin V-FITC/PI染色,PI 10 μl,FITC 5 μl。
阅读提示:Materials and Methods - Flow Cytometry, Cell Viability Assay
线粒体膜电位检测
JC-1染色:37°C孵育15分钟;红/绿荧光比值分析。
阅读提示:Materials and Methods - JC-1 Fluorescence Measurement
蛋白表达检测
Western blot:蛋白上样量15 μg,SDS-PAGE 10%,转移至硝酸纤维素膜,BSA封闭1小时,一抗孵育。
阅读提示:Materials and Methods - Western Blot Analysis