长链非编码RNA HOTAIR通过miR-148b-3p/ATG14轴调控早发性卵巢功能不全中的自噬和增殖机制

LncRNA HOTAIR regulates autophagy and proliferation mechanisms in premature ovarian insufficiency through the miR-148b-3p/ATG14 axis.

作者信息Chao Luo, Lun Wei, Fei Qian, Le Bo, Shasha Gao, Guangzhao Yang, Caiping Mao
PMID38267415
发布时间2024-01
DOI10.1038/s41420-024-01811-z

实验完整度

包括体内小鼠模型、体外细胞模型、临床样本分析,并通过过表达/敲低、双荧光素酶报告基因和功能回复实验进行机制验证。

主要模型

CDDP诱导的POI小鼠模型(ICR小鼠) CDDP诱导的KGN细胞模型 POI患者卵巢颗粒细胞 GSE135697、GSE100238、GSE128240数据集

重点核对

POI小鼠模型:7-8周龄雌性ICR小鼠,腹腔注射顺铂2 mg/kg,连续7天 KGN细胞模型:10 μM CDDP处理24小时 HOTAIR过表达质粒(pEX-HOTAIR)转染KGN细胞 miR-148b-3p mimic和inhibitor转染KGN细胞 si-ATG14敲低ATG14表达

摘要

早发性卵巢功能不全(POI)是一种严重影响育龄女性身心健康的严重疾病,不仅影响生育结局。化疗引起的卵巢损伤仍然是这种情况的主要原因。最近的研究表明,长链非编码RNA HOTAIR参与了多种疾病的进展,显示出重要的生物学功能,但它在POI中的作用仍不清楚。我们进行了微阵列数据集分析和qRT-PCR实验,证明HOTAIR在卵巢组织和颗粒细胞中表达下调。使用过表达HOTAIR的质粒进行的各种功能实验证实其促进顺铂诱导的颗粒细胞自噬和增殖。在机制上,双荧光素酶测定表明HOTAIR通过结合miR-148b-3p调节POI中的ATG14水平,从而增强自噬和增殖水平。在本研究中,我们首次探讨了miR-148b-3p对POI的影响,发现过表达miR-148b-3p逆转了HOTAIR过表达诱导的自噬和增殖的促进。miR-148b-3p抑制剂对KGN细胞自噬和增殖改善的抑制作用也可通过沉默ATG14逆转。总的来说,我们的研究结果表明HOTAIR在POI中的促进作用,以及其作为POI生物标志物的潜力,通过调节miR-148b-3p/ATG14轴来改善POI中的自噬和增殖机制。

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
长链非编码RNA HOTAIR在早发性卵巢功能不全(POI)中的作用及其分子机制尚不清楚。
核心机制
HOTAIR作为miR-148b-3p的分子海绵,上调ATG14表达,从而增强自噬和增殖。
主要证据
在POI卵巢组织和颗粒细胞中HOTAIR表达下调,miR-148b-3p表达上调;HOTAIR过表达促进自噬和增殖,而miR-148b-3p mimic或si-ATG14可逆转这些效应。
研究意义
HOTAIR可能作为POI的生物标志物和治疗靶点,通过调节miR-148b-3p/ATG14轴改善POI的自噬和增殖机制。

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

验证HOTAIR在POI中的表达

检测HOTAIR在POI样本中的表达水平及其与自噬、增殖现象的关系。

分析GSE135697数据集,qRT-PCR检测POI患者颗粒细胞和POI小鼠卵巢中HOTAIR表达;检测自噬相关基因(SIRT1, ATG5, Beclin1, P62)的表达;通过CCK-8和EdU实验评估KGN细胞活力与增殖。

2

过表达HOTAIR对细胞功能的影响

探究HOTAIR过表达对KGN细胞自噬和增殖的影响。

在CDDP诱导的KGN细胞中转染pEX-HOTAIR,检测HOTAIR表达、自噬相关基因和蛋白水平、细胞活力和增殖能力。

3

HOTAIR与miR-148b-3p的靶向结合验证

验证HOTAIR是否通过海绵吸附miR-148b-3p发挥作用。

通过StarBase数据库预测HOTAIR的靶miRNA,用GSE100238数据集进行差异分析;构建HOTAIR-WT和HOTAIR-MUT报告质粒,进行双荧光素酶报告基因实验。

4

功能回复实验验证miR-148b-3p的作用

验证miR-148b-3p mimic能否逆转HOTAIR过表达对自噬和增殖的影响。

共转染oe-HOTAIR和miR-148b-3p mimic,检测miR-148b-3p表达、自噬相关基因和蛋白水平、细胞活力和增殖。

5

鉴定ATG14为miR-148b-3p的靶基因

确定miR-148b-3p的下游靶基因。

使用StarBase、TargetScan和HAMdb数据库预测靶基因,与GSE128240数据集差异基因取交集;通过双荧光素酶报告基因实验验证miR-148b-3p与ATG14 3'UTR的结合。

6

ATG14敲低的功能回复实验

验证ATG14敲低能否逆转miR-148b-3p抑制剂对自噬和增殖的影响。

在CDDP诱导的KGN细胞中转染si-ATG14和miR-148b-3p inhibitor,检测自噬相关基因和蛋白水平、细胞活力和增殖。

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
顺铂MCE10 μM
DMEM/F12培养基----
胎牛血清Sigma--
青霉素/链霉素Gibco--
Lipofectamine 6000转染试剂Beyotime--
CCK-8试剂----
EDU细胞增殖检测试剂盒Beyotime--
RIPA裂解液Elabscience--
BCA蛋白浓度测定试剂盒Beyotime--
PVDF膜Millipore--
SIRT1抗体proteintech13161-1-AP
ATG14抗体proteintech19491-1-AP
Beclin1抗体CST3495
P62/SQSTM1抗体CST39749
ATG5抗体CST12994
GAPDH抗体proteintech60004-1-Ig
RNA快速纯化试剂盒Yishan--
Qubit RNA HS检测试剂盒Invitrogen--
ABScript III逆转录酶Abclonal--
miRNA第一链cDNA合成试剂盒Vazyme--
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
pmirGLO载体GenePharma--
GraphPad Prism软件8.0GraphPad--

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
POI小鼠模型
小鼠品系:ICR;年龄:7-8周;性别:雌性;给药:腹腔注射顺铂2 mg/kg,连续7天;对照:等量生理盐水
阅读提示:见Materials and methods:Animals
KGN细胞培养与CDDP模型
培养基:DMEM/F12+10% FBS+1%青霉素/链霉素;CDDP浓度:10 μM;处理时间:24小时
阅读提示:见Materials and methods:Cell culture, treatment and transfection
转染条件
转染试剂:Lipofectamine 6000;转染的质粒或RNA:pEX-HOTAIR、miR-148b-3p mimic/inhibitor、si-ATG14及相应阴性对照;转染时间:6小时后更换培养基
阅读提示:见Materials and methods:Cell culture, treatment and transfection
自噬相关基因表达检测
检测基因:SIRT1、ATG5、Beclin1、P62;内参:GAPDH或U6;qRT-PCR方法:SYBR法,2^-ΔΔCt法
阅读提示:见Materials and methods:RNA extraction, reverse transcription, and quantitative realtime PCR analysis
双荧光素酶报告基因实验
报告质粒:pmirGLO载体含HOTAIR-WT/MUT或ATG14-WT/MUT;共转染:报告质粒(500 ng/μL)和miR-148b-3p mimic(20 μM);检测时间:转染后48小时
阅读提示:见Materials and methods:Dual‑luciferase reporter assay
蛋白表达检测
抗体:SIRT1 (1:1000)、ATG14 (1:1000)、Beclin1 (1:1000)、P62 (1:1000)、ATG5 (1:1000)、GAPDH (1:10000);蛋白上样量:20 μg
阅读提示:见Materials and methods:Western blot
细胞活力与增殖检测
CCK-8:细胞密度5×10^3/孔,处理时间0-24小时,孵育60分钟,测450 nm吸光度;EdU:处理24小时,统计EDU阳性细胞比例
阅读提示:见Materials and methods:Cell counting kit 8 (CCK8) assay和EDU assay