MiR-146b-5p/TRAF6轴对银杏叶提取物GBE减轻LPS诱导的神经炎症至关重要

MiR-146b-5p/TRAF6 axis is essential for Ginkgo biloba L. extract GBE to attenuate LPS-induced neuroinflammation.

作者信息Min Liu, Yulin Peng, Yilin Che, Meirong Zhou, Ying Bai, Wei Tang, Shanshan Huang, Baojing Zhang, Sa Deng, Chao Wang, Zhenlong Yu
PMID36091773
发布时间2022-08-24
DOI10.3389/fphar.2022.978587

实验完整度

实验涉及细胞模型(BV-2、U87、293T)上的功能验证(ELISA、western blot)和机制验证(双荧光素酶、基因突变、免疫荧光),以及生物信息学筛选,证据层级较完整。

主要模型

LPS诱导的BV-2小胶质细胞 LPS诱导的U87星形胶质细胞 293T细胞

重点核对

GBE处理浓度(25和50 µg/ml)及预处理时间(1小时) LPS刺激浓度(0.1 µg/ml)及处理时间(24小时) miR-146b-5p mimic/inhibitor转染及过表达/敲低效果 TRAF6 3'UTR野生型/突变型双荧光素酶报告基因验证靶向关系 NF-κB p65/p50核转位和DNA结合活性检测

摘要

背景:神经炎症在各种神经退行性疾病(包括阿尔茨海默病)的发病和进展中起着关键作用。银杏叶提取物(GBE)已被广泛用于治疗脑和外周血液循环障碍。然而,其关于神经炎症的潜在靶点和潜在机制尚未被阐明。目的:本研究旨在研究和验证GBE对脂多糖(LPS)介导的炎症的抗神经炎症特性,并确定其潜在分子机制。方法:使用ELISA和western blot检测GBE对LPS诱导的炎性细胞因子释放的影响。通过荧光素酶、链霉亲和素-琼脂糖沉降和免疫荧光试验测定GBE对NF-κB结合活性和转位的影响。从GEO和microRNA数据库中筛选GBE的潜在靶点,并通过qPCR、荧光素酶、基因突变和western blot试验进一步鉴定。结果:GBE显著抑制LPS诱导的BV-2和U87细胞中的促炎反应,且无明显细胞毒性。GBE显著诱导miR-146b-5p表达,miR-146b-5p通过靶向其3′-UTR负调控TRAF6表达。因此,由于TRAF6抑制,GBE降低NF-κB的转录活性和促炎细胞因子(如白细胞介素(IL)-1β、IL-6、肿瘤坏死因子(TNF)-α和环氧合酶(COX)-2)的表达,并最终逆转LPS诱导的神经炎症。结论:我们的研究揭示了GBE通过miR-146b-5p/TRAF6轴的抗神经炎症机制,并为其合理的临床应用提供了理论基础。

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
GBE是否能减轻LPS诱导的神经炎症,以及其潜在分子机制是什么?
核心机制
GBE通过上调miR-146b-5p表达,miR-146b-5p直接结合TRAF6的3'-UTR抑制其表达,从而抑制NF-κB信号通路,减少促炎细胞因子(IL-1β、IL-6、TNF-α、COX-2)的产生,最终减轻神经炎症。
主要证据
在LPS诱导的BV-2和U87细胞中,GBE处理抑制炎症因子释放;qPCR和双荧光素酶实验证实GBE上调miR-146b-5p,miR-146b-5p靶向TRAF6 3'-UTR;miR-146b-5p抑制剂逆转GBE的抗炎作用。
研究意义
首次阐明GBE通过miR-146b-5p/TRAF6轴发挥抗神经炎症作用的机制,为其防治神经退行性疾病提供理论基础,并提出了基于miR-146b-5p/TRAF6的药物筛选系统。

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

细胞活力检测

评估GBE对BV-2和U87细胞活力的影响,确定后续实验浓度。

使用CCK-8试剂盒检测不同浓度GBE(5-100 µg/ml)及LPS处理对细胞活力的影响。

2

炎症因子释放检测

验证GBE对LPS诱导的促炎细胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)释放的影响。

细胞经GBE和LPS处理后,收集上清,用ELISA试剂盒检测TNF-α、IL-1β和IL-6的水平。

3

炎症蛋白表达检测

检测GBE对LPS诱导的炎性蛋白(TNF-α、IL-6、COX-2)表达的影响。

使用western blot分析BV-2细胞中TNF-α、IL-6和COX-2的蛋白表达。

4

NF-κB活性检测

评估GBE对LPS诱导的NF-κB转录活性的影响。

293T细胞共转染pNFκB-luc和Renilla荧光素酶报告质粒,经GBE和LPS处理后测定荧光素酶活性。

5

NF-κB信号通路蛋白磷酸化检测

检测GBE对LPS诱导的NF-κB信号通路关键蛋白磷酸化的影响。

western blot检测p-p65、p-IκBα和IκBα的水平。

6

NF-κB DNA结合活性检测

评估GBE对NF-κB与COX-2启动子结合活性的影响。

使用链霉亲和素-琼脂糖沉降实验检测NF-κB p50/p65与生物素标记的COX-2启动子探针的结合。

7

NF-κB核转位检测

验证GBE对LPS诱导的NF-κB p65/p50核转位的影响。

通过免疫荧光染色和共聚焦显微镜观察p65和p50的亚细胞定位。

8

miR-146b-5p表达检测

筛选并验证GBE调控的潜在miRNA靶点。

通过GEO数据库筛选与GBE和AD相关的差异表达miRNA,并使用qPCR验证U87细胞中miR-146b-5p、miR-31-3p和miR-495-3p的表达。

9

miR-146b-5p功能验证

验证miR-146b-5p过表达或抑制对炎症反应的影响。

转染miR-146b-5p mimic或inhibitor,检测LPS诱导的IL-6和IL-1β表达以及NF-κB荧光素酶活性。

10

miR-146b-5p靶基因验证

验证miR-146b-5p是否直接靶向TRAF6的3'-UTR。

使用双荧光素酶报告基因实验,将TRAF6野生型或突变型3'-UTR报告质粒与miR-146b-5p mimic或inhibitor共转染293T细胞,检测荧光素酶活性;同时检测U87细胞中TRAF6 mRNA和蛋白水平的表达。

11

GBE对TRAF6表达的影响

验证GBE是否通过miR-146b-5p抑制TRAF6表达。

U87细胞经GBE和LPS处理,检测TRAF6 mRNA和蛋白表达;并用miR-146b-5p抑制剂验证其逆转作用。

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。

检测细胞因子释放
检测蛋白表达
检测细胞活力
检测DNA-蛋白质结合
检测蛋白质定位
检测基因表达

产品清单

实验环节名称品牌货号
银杏叶提取物注射液Youcare Pharmaceutical GroupH20070226
脂多糖SigmaL2880
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素----
胰蛋白酶----
CCK-8细胞计数试剂盒----
ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.--
COX-2抗体Cell Signaling Technology4842
IκB-α抗体Cell Signaling Technology4814
p-IκB-α抗体Cell Signaling Technology2859
NF-κB p65抗体Cell Signaling Technology8242
p-p65抗体Cell Signaling Technology3033
NF-κB p50抗体Cell Signaling Technology13586
TNF-α抗体Proteintech60291-1-Ig
IL-6抗体Proteintech21865-1-AP
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
β-actin抗体Proteintech66009-1-Ig
Lamin B1抗体Proteintech12987-1-AP
pNFκB-luc质粒Beyotime Biotechnology--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
miR-146b-5p模拟物General Biological System--
miR-146b-5p抑制剂General Biological System--
链霉亲和素偶联琼脂糖珠----
FITC标记二抗--SA00003-1
罗丹明标记二抗--SA00007-2
DAPI----
Leica DM14000B共聚焦显微镜Leica--

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
BV-2和U87细胞的培养条件(DMEM+10% FBS+1%青霉素/链霉素),GBE预处理浓度(25和50 µg/ml)和时间(1小时),LPS浓度(0.1 µg/ml)和处理时间(24小时)。
阅读提示:见Materials and methods中的Cell culture and treatment
细胞活力检测
细胞接种密度(5×10³细胞/96孔),GBE浓度范围(5-100 µg/ml),LPS浓度(0.1 µg/ml),处理时间(24小时),CCK-8添加量(10 μl),检测波长(450 nm)。
阅读提示:见Materials and methods中的Cell viability assay
细胞因子释放检测
GBE预处理浓度(0, 25, 50 µg/ml),LPS浓度(0.1 µg/ml),处理时间(24小时),上清收集和离心条件(1500 × g, 10分钟,4°C),ELISA试剂盒来源(Elabscience)。
阅读提示:见Materials and methods中的Determination of the release of TNF-α, IL-1β, and IL-6
Western blot
蛋白上样量(30-50 μg),SDS-PAGE凝胶浓度(10-12%),抗体稀释比例(如1:1000),内参蛋白(β-actin或GAPDH)。
阅读提示:见Materials and methods中的Western blot analysis及图例
双荧光素酶报告基因
293T细胞接种于六孔板,转染质粒(pNFκB-luc和Renilla),转染试剂Lipofectamine 2000,GBE处理浓度(25和50 µg/ml),LPS浓度(0.1 µg/ml),处理时间(GBE预处理1小时,LPS处理24小时)。
阅读提示:见Materials and methods中的Dual-luciferase reporter assay
细胞转染
miR-146b-5p mimic/inhibitor及其对照来源(General Biological System),转染试剂Lipofectamine 2000,转染时细胞融合度约70%,转染后培养时间(24小时)。
阅读提示:见Materials and methods中的Cell transfection assay
链霉亲和素-琼脂糖沉降
核提取蛋白量(400 μg),生物素标记探针(COX-2启动子-20 nt至-498 nt)用量(4 μg),4%链霉亲和素琼脂糖珠用量(40 μl),PBSi缓冲液组成(含1 mM EDTA, 1 mM DTT, 蛋白酶抑制剂),孵育条件(室温25°C,5小时,旋转摇床)。
阅读提示:见Materials and methods中的Detection of DNA/protein binding via streptavidin-agarose pulldown assay
免疫荧光
细胞在chamber slides中培养,固定和透化(4%多聚甲醛和0.2% TritonX-100),一抗(p65, p50)孵育条件(4°C过夜),二抗稀释比例(1:50),DAPI染色,显微镜型号(Leica DM14000B)。
阅读提示:见Materials and methods中的Confocal immunofluorescence