NEDD4通过调节APEX1表达减轻氧化低密度脂蛋白诱导的血管内皮细胞炎症和功能障碍

NEDD4 attenuates oxidized low‑density lipoprotein‑induced inflammation and dysfunction in vascular endothelial cells via regulating APEX1 expression.

作者信息Huiyu Xu, Lijuan Tan, Qiaofang Qu, Wutang Zhang
PMID36684652
发布时间2023-01-04
DOI10.3892/etm.2023.11787

实验完整度

中

包含细胞模型(HUVECs)基础上的功能验证(CCK-8、LDH、炎症因子检测)和机制验证(免疫共沉淀、siRNA干扰),但缺乏动物模型或临床样本验证。

主要模型

人脐静脉内皮细胞(HUVECs) U937单核细胞

重点核对

ox-LDL浓度梯度(25, 50, 100, 200 µg/ml)处理HUVECs 24小时 NEDD4过表达质粒(4 µg)和siRNA-APEX1(20 µM)的转染条件 siRNA-APEX1-1靶序列:AGGGTACAAGGCACTATGAAATG CCK-8检测时OD450nm读取,LDH检测时490nm吸光度 单核细胞黏附实验中U937细胞标记(calcein-AM)和共培养条件

摘要

动脉粥样硬化主要由炎症和血管内皮细胞功能障碍引起。研究发现,动脉粥样硬化患者中神经元表达发育调控蛋白4(NEDD4)的甲基化水平升高,且NEDD4缺乏可增强血管钙化。然而,NEDD4在炎症和血管内皮功能障碍中的确切功能仍有待阐明。在本研究中,采用CCK-8法评估细胞活力。采用逆转录定量PCR检测NEDD4、炎症相关酶和脱嘌呤/脱嘧啶核酸内切酶1(APEX1)的表达。采用Western blotting检测NEDD4、内皮型一氧化氮合酶、诱导型一氧化氮合酶和APEX1蛋白水平。通过乳酸脱氢酶(LDH)试剂盒检测细胞毒性。通过相应试剂盒检测活性氧水平。采用ELISA检测血管细胞黏附分子1和细胞间黏附分子1的含量。细胞黏附实验评估内皮细胞的黏附能力。采用免疫共沉淀实验检测NEDD4与APEX1之间的关系。数据显示,在氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)中,NEDD4表达迅速下降。NEDD4过表达后,ox-LDL诱导的HUVECs的活性损伤、炎症释放和内皮细胞功能障碍得到减轻。共转染APEX1干扰质粒和NEDD4过表达质粒后,ox-LDL诱导的HUVECs的细胞损伤、炎症释放和内皮细胞功能障碍再次加重。综上所述,NEDD4通过调节APEX1表达减轻ox-LDL诱导的炎症和内皮功能障碍。

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
NEDD4是否通过调节APEX1表达影响ox-LDL诱导的血管内皮细胞炎症和功能障碍?
核心机制
NEDD4与APEX1直接结合,并通过促进APEX1表达来减轻ox-LDL诱导的内皮细胞炎症和功能障碍。
主要证据
在ox-LDL诱导的HUVECs中,NEDD4过表达降低炎症因子(TNF-α, IL-1β, IL-6)水平,减少ROS、iNOS、VCAM-1、ICAM-1及单核细胞黏附,增加eNOS水平;而敲低APEX1可逆转这些保护效应,且免疫共沉淀验证了NEDD4与APEX1的相互作用。
研究意义
研究结果有助于理解动脉粥样硬化的潜在机制,为靶向NEDD4/APEX1轴的治疗策略提供理论基础。

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

ox-LDL诱导HUVECs损伤模型建立

确定ox-LDL对HUVECs活力及NEDD4表达的影响,建立体外炎症模型。

使用不同浓度ox-LDL(25, 50, 100, 200 µg/ml)处理HUVECs 24小时,通过CCK-8检测细胞活力,RT-qPCR和Western blotting检测NEDD4表达。

2

NEDD4过表达功能验证

验证NEDD4过表达对ox-LDL诱导的细胞损伤、炎症因子释放和内皮功能障碍的改善作用。

将NEDD4过表达质粒或空载体转染HUVECs,随后用ox-LDL处理,检测细胞活力(CCK-8)、细胞毒性(LDH)、炎症因子(TNF-α, IL-1β, IL-6)表达、ROS水平、eNOS/iNOS蛋白水平、VCAM-1/ICAM-1水平及单核细胞黏附。

3

NEDD4与APEX1结合验证

验证NEDD4与APEX1之间的物理相互作用。

通过免疫共沉淀(Co-IP)实验,使用NEDD4和APEX1抗体沉淀复合物,随后进行Western blotting检测。

4

NEDD4调控APEX1表达验证

验证NEDD4过表达对APEX1表达的影响。

在NEDD4过表达的HUVECs中,通过RT-qPCR和Western blotting检测APEX1表达水平。

5

APEX1敲低逆转NEDD4保护效应验证

验证NEDD4的保护作用是否依赖于APEX1表达。

将siRNA-APEX1与NEDD4过表达质粒共转染HUVECs,随后ox-LDL处理,检测细胞活力、细胞毒性、炎症因子、ROS、eNOS/iNOS、VCAM-1/ICAM-1和单核细胞黏附。

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
DMEM培养基Thermo Fisher Scientific, Inc.--
胎牛血清----
RPMI 1640培养基Thermo Fisher Scientific, Inc.--
Lipofectamine® RNAiMAX转染试剂Invitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
CCK-8试剂GlpBio--
TRIzol®试剂Thermo Fisher Scientific, Inc.--
逆转录试剂盒Roche Diagnostics--
SYBR-Green I染料Vazyme Biotech Co., Ltd.--
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Institute of Biotechnology--
PVDF膜MilliporeSigma--
增强化学发光试剂Thermo Fisher Scientific, Inc.--
NEDD4抗体Cell Signaling Technology2740
eNOS抗体Abcamab300071
iNOS抗体Abcamab178945
APEX1抗体Abcamab189474
GAPDH抗体Abcamab9485
LDH检测试剂盒Shanghai Coibo Biotechnology Co., Ltd.--
ROS ELISA试剂盒Shanghai Yanjin Biotechnology Co., Ltd.F06100
VCAM-1 ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology, Inc.E-EL-H5587c
ICAM-1 ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology, Inc.E-EL-H6114
钙黄绿素-乙酰氧基甲酯Abcam--
NEDD4抗体(用于Co-IP)Cell Signaling Technology, Inc.5344
APEX1抗体(用于Co-IP)ProteinTech Group, Inc.10203-1-AP
抗兔IgG抗体Abcamab205718
蛋白A磁珠----
ECL发光试剂Vazyme Biotech Co., Ltd.--
Olympus荧光显微镜Olympus Corporation--
酶标仪BioTek Instruments, Inc.--
Synergy HT酶标仪BioTek Instruments, 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ox-LDL处理
HUVECs来源(Fudan IBS Cell Center),传代3-5代;ox-LDL浓度(25, 50, 100, 200 µg/ml);处理时间24小时;培养条件DMEM+10% FBS,37°C,5% CO2。
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and treatment
细胞转染
NEDD4过表达质粒用量(4 µg);siRNA-APEX1浓度(20 µM);转染试剂Lipofectamine® RNAiMAX;转染时间24小时;细胞密度2x10^5 cells/ml(6孔板)。
阅读提示:Materials and methods: Cell transfection
RT-qPCR
反转录试剂盒(Roche);SYBR-Green I染料(Vazyme);引物序列;反应条件(95°C 5 min;38循环:95°C 10s, 60°C 20s, 72°C 30s);内参GAPDH;每个样本重复两次;2^-ΔΔCq 分析。
阅读提示:Materials and methods: Reverse transcription-quantitative (RT-q) PCR
Western blotting
抗体信息(NEDD4, eNOS, iNOS, APEX1, GAPDH)及稀释比例;蛋白上样量50 µg/lane;PVDF膜;封闭条件(5%脱脂牛奶,室温2小时);一抗4°C过夜;二抗室温1.5小时;ECL显色。
阅读提示:Materials and methods: Western blotting assay
LDH检测
ox-LDL浓度梯度;细胞处理时间24小时;LDH试剂盒(Shanghai Coibo);测量波长490 nm。
阅读提示:Materials and methods: Lactate dehydrogenase (LDH) assay
ROS检测
ROS ELISA试剂盒(Shanghai Yanjin);测量波长450 nm;根据标准曲线计算ROS浓度。
阅读提示:Materials and methods: Measurement of reactive oxygen species (ROS)
ELISA(VCAM-1, ICAM-1)
ELISA试剂盒(Elabscience)货号;包被浓度10-20 µg/ml;包被条件4°C过夜。
阅读提示:Materials and methods: ELISA
单核细胞黏附实验
TNF-α预处理浓度(10 ng/ml)和时间(12小时);U937细胞密度(5x10^5);HUVECs密度(1x10^5);共培养时间(2小时);标记染料calcein-AM(20 min);显微镜放大倍数x100;随机5个高倍视野计数。
阅读提示:Materials and methods: Monocyte adhesion assay
Co-IP
抗体:NEDD4 (cat. no. 5344) 1:50;APEX1 (cat. no. 10203-1-AP) 1:100;IgG对照;细胞裂解液上清500 µg;4°C孵育24小时;Protein A磁珠50 µg;离心条件:13,000 x g 10 min;IP后洗涤三次;加入2X SDS上样缓冲液15 µl,100°C煮沸5 min。
阅读提示:Materials and methods: Co-immunoprecipitation (Co-IP) assay