紫外线B辐射通过激活NF-κB信号下调钠依赖性维生素C转运体2(SVCT2)表达,诱导人晶状体上皮细胞氧化应激和凋亡

Ultraviolet B radiation induces oxidative stress and apoptosis in human lens epithelium cells by activating NF-κB signaling to down-regulate sodium vitamin C transporter 2 (SVCT2) expression.

作者信息Chenjun Guo, Xiaona Ning, Jie Zhang, Chen Zhang, Jue Wang, Liping Su, Jing Han, Nan Ma
PMID37246402
发布时间2023-06
DOI10.1080/15384101.2023.2215084

实验完整度

研究包含细胞模型、功能验证(过表达、抑制剂)和机制验证(NF-κB通路),但缺乏动物模型和患者样本验证。

主要模型

HLEB3人晶状体上皮细胞系 UVB照射细胞模型

重点核对

UVB辐照剂量:55.56 μW/cm²持续15分钟,累计50 mJ/cm² 细胞系:HLEB3(中国典型培养物保藏委员会) SVCT2过表达:pcDNA3.1-SVCT2质粒转染24小时 NF-κB抑制:10 mM PDTC预处理1小时 ROS抑制与NF-κB激活:10 mM NAC或10 mM NAC+10 ng/mL TNF-α预处理

摘要

据报道,紫外线B(UVB)暴露通过诱导人晶状体上皮细胞(HLECs)中过量的活性氧(ROS)和凋亡而导致白内障形成。钠依赖性维生素C转运体2(SVCT2)是一种抗坏血酸(AsA)转运体,可以保护细胞和组织免受氧化应激。在此,我们关注SVCT2在UVB处理的HLECs中的功能表征和机制分析。结果显示,UVB处理的HLECs中SVCT2表达显著降低。SVCT2减弱了凋亡和Bax表达,并增加了Bcl-2表达。此外,SVCT2减少了ROS积累和MDA水平,但增加了抗氧化酶(SOD和GSH-PX)的活性。NF-κB抑制剂(PDTC)减轻了UVB处理的HLECs中ROS的产生和凋亡,并促进了SVCT2的表达。此外,ROS抑制剂(NAC)抑制了氧化应激和凋亡,并诱导了UVB处理的HLECs中SVCT2的表达,而这些效应由于NF-κB信号的激活而显著减弱。进一步地,SVCT2促进了UVB处理的HLECs中14C-AsA的吸收。总之,我们的发现表明,UVB暴露诱导的ROS产生进一步激活NF-κB信号,下调HLECs中SVCT2的表达。然后,下调的SVCT2通过减少AsA摄取促进ROS积累并诱导凋亡。我们的数据揭示了一个新的NF-κB/SVCT2/AsA调控通路,并提示SVCT2在UVB诱导的白内障中的治疗潜力。

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
UVB如何通过调控SVCT2表达影响人晶状体上皮细胞的氧化应激和凋亡,进而参与白内障形成?
核心机制
UVB暴露诱导ROS产生,激活NF-κB信号,进而下调SVCT2表达,减少AsA摄取,加剧氧化应激和细胞凋亡。
主要证据
体外细胞实验显示UVB降低SVCT2表达;过表达SVCT2减轻凋亡、ROS和MDA,增强SOD和GSH-PX活性;抑制NF-κB(PDTC)或ROS(NAC)逆转SVCT2下降和细胞损伤;TNF-α激活NF-κB抵消NAC效应;SVCT2促进14C-AsA摄取。
研究意义
揭示NF-κB/SVCT2/AsA调控通路在白内障形成中的作用,提示调控SVCT2表达可能缓解UVB诱导的白内障。

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

细胞模型建立与表型观察

验证UVB照射是否诱导HLEB3细胞损伤和SVCT2表达变化。

HLEB3细胞暴露于UVB(55.56 μW/cm²,15分钟)后培养24小时,检测细胞活力、增殖、凋亡、ROS、MDA、SOD、GSH-PX以及SVCT2 mRNA和蛋白表达。

2

SVCT2过表达功能验证

评估SVCT2过表达对UVB诱导的细胞增殖抑制、凋亡和氧化应激的影响。

用pcDNA3.1-SVCT2或空载体转染HLEB3细胞24小时,再进行UVB照射,检测SVCT2表达、细胞活力、增殖、凋亡、Bax/Bcl-2、ROS、MDA、SOD和GSH-PX。

3

NF-κB信号通路验证

验证NF-κB是否参与UVB诱导的SVCT2下调及细胞损伤。

在UVB照射前用PDTC处理HLEB3细胞1小时,检测p65核转位、SVCT2表达、细胞活力、增殖、凋亡、ROS、MDA、SOD和GSH-PX。

4

ROS与NF-κB关系验证

验证UVB诱导的ROS是否激活NF-κB,并调控SVCT2表达。

在UVB照射前用NAC或NAC+TNF-α处理细胞,检测p65核转位、SVCT2表达、ROS、MDA、SOD、GSH-PX、细胞活力、凋亡和Bax/Bcl-2。

5

AsA摄取功能验证

验证UVB是否影响细胞AsA摄取,以及SVCT2是否促进AsA摄取。

在UVB照射或不照射条件下,检测HLEB3细胞对14C-AsA的摄取,并比较SVCT2过表达后的摄取变化。

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
杜氏改良Eagle培养基Hyclone--
UVB灯管Sigma-Aldrich; Merck KGaA--
pcDNA3.1载体Invitrogen--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
N-乙酰半胱氨酸Selleckchem--
肿瘤坏死因子-αSigma-Aldrich--
台盼蓝----
Countess II FL自动细胞计数仪Invitrogen--
Cell Light™ EdU Apollo 567体外试剂盒RiboBio--
DAPI染色液----
荧光显微镜Nikon--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Elabscience--
CytoFLEX流式细胞仪Beckman--
原位细胞死亡检测试剂盒Roche--
活性氧检测试剂盒Beyotime--
2',7'-二氯荧光素二乙酸酯----
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
丙二醛检测试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
超氧化物歧化酶检测试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
谷胱甘肽过氧化物酶检测试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
14C标记的抗坏血酸----
液体闪烁计数仪Beckman--
Trizol试剂Thermo Fisher Scientific--
NanoDrop分光光度计Thermo Fisher Scientific--
5×HiScript II qRT SuperMix II(+gDNA去除剂)Vazyme--
AceQ qPCR SYBR Green预混液Vazyme--
RIPA裂解液----
蛋白酶和磷酸酶抑制剂Roche--
核浆蛋白提取试剂盒Beyotime--
PVDF膜Millipore--
NF-κB p65抗体Abcamsc-8008
SVCT2抗体Abcamab229802
Bax抗体Cell Signaling Technology2772
Bcl-2抗体Cell Signaling Technology3498
GAPDH抗体Cell Signaling Technology8884
组蛋白H3抗体Cell Signaling Technology4499
增强化学发光系统Millipore--

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:HLEB3(中国典型培养物保藏委员会);培养基:高糖DMEM(Hyclone);培养条件:37°C和5% CO2。
阅读提示:Materials and Methods, Cell culture
UVB照射
UVB辐照强度55.56 μW/cm²,照射15分钟,累计剂量50 mJ/cm²;照射前PBS清洗并覆盖100 μL PBS。
阅读提示:Materials and Methods, UVB exposure
细胞转染
使用pcDNA3.1-SVCT2或空载体,转染试剂Lipofectamine 3000,转染24小时后进行UVB照射。
阅读提示:Materials and Methods, Vector construction and cell transfection
药物处理
NF-κB抑制剂PDTC浓度10 mM,预处理1小时;ROS抑制剂NAC浓度10 mM;NF-κB激活剂TNF-α浓度10 ng/mL;均在UVB照射前处理。
阅读提示:Materials and Methods, Experimental grouping
凋亡与氧化应激检测
流式细胞仪检测凋亡;ROS检测使用DCFH-DA探针(10 μM,37°C孵育20分钟);MDA、SOD、GSH-PX检测使用相应试剂盒(Jiancheng Bioengineering Institute)。
阅读提示:Materials and Methods, Flow cytometry analysis of apoptosis, Intracellular ROS detection, MDA, SOD, and GSH-PX detection
Western blot
蛋白上样量40 μg/泳道;一抗(NF-κB p65、SVCT2、Bax、Bcl-2、GAPDH、Histone H3)4°C孵育过夜;总蛋白和胞质蛋白用GAPDH归一化,核蛋白用Histone H3归一化。
阅读提示:Materials and Methods, Western blot assay