MicroRNA-486通过靶向SIRT6促进软骨细胞样细胞更分解代谢表型:可能与骨关节炎软骨降解有关

MicroRNA-486 promotes a more catabolic phenotype in chondrocyte-like cells by targeting SIRT6 : possible involvement in cartilage degradation in osteoarthritis.

作者信息Jie Yang, Yunping Zhou, Xiaojun Liang, Bingfei Jing, Zandong Zhao
PMID34319136
发布时间2021-07
DOI10.1302/2046-3758.107.BJR-2019-0251.R4

实验完整度

包含患者软骨样本qRT-PCR检测、SW1353细胞功能实验(过表达/抑制miR-486)、双荧光素酶报告基因验证靶向关系及si-SIRT6回复实验,但缺乏体内模型和多层级验证。

主要模型

SW1353细胞系 严重OA患者软骨组织 骨坏死组织(对照)

重点核对

miR-486在严重OA软骨中表达上调(qRT-PCR) SW1353细胞转染miR-486 mimic/inhibitor后COL2A1、ACAN、MMP-13、ADAMTS4表达变化 双荧光素酶报告基因验证SIRT6为miR-486直接靶标 si-SIRT6敲低效率及对miR-486诱导表型的影响 样本量和统计方法(20例OA、20例骨坏死,t检验/ANOVA)

摘要

目的:骨关节炎(OA)的特征是关节软骨的持续破坏。研究发现microRNAs(miRNAs)与OA的发生和发展密切相关。本研究旨在探讨miR-486在OA发生发展中的作用机制。方法:通过定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)测定软骨中miR-486的表达水平。通过qRT-PCR、western blot和酶联免疫吸附测定(ELISA)检测SW1353细胞中胶原蛋白II型α1(COL2A1)、聚集蛋白聚糖(ACAN)、基质金属蛋白酶(MMP)-13和含血小板反应蛋白基序的解整合素金属蛋白酶-4(ADAMTS4)在信使RNA(mRNA)和蛋白质水平的表达。使用双荧光素酶报告基因测定、qRT-PCR和western blot测定来确定沉默信息调节因子6(SIRT6)是否参与miR-486诱导软骨细胞样细胞向更分解代谢表型的转变。结果:与骨坏死相比,严重OA受试者软骨中miR-486的表达显著上调。此外,过表达miR-486通过上调ADAMTS4和MMP-13的表达以及下调COL2A1和ACAN的表达来促进SW1353细胞的分解代谢表型。相反,抑制miR-486则有相反的效果。此外,miR-486的过表达显著抑制了SIRT6的表达,证实SIRT6是miR-486的直接靶标。此外,用小于扰RNA(si)-SIRT6转染SW1353细胞,发现SIRT6参与并抑制了miR-486诱导的SW1353细胞基因表达改变。结论:我们的结果表明,miR-486通过靶向SIRT6促进OA中SW1353细胞的分解代谢表型。我们的发现可能为OA提供潜在的治疗靶点和理论基础。

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
miR-486在骨关节炎发生发展中的作用机制,特别是其是否通过靶向SIRT6影响软骨细胞分解代谢表型。
核心机制
miR-486直接靶向SIRT6并抑制其表达,从而上调ADAMTS4和MMP-13,下调COL2A1和ACAN,促进软骨细胞分解代谢表型。
主要证据
在SW1353细胞中,过表达miR-486导致COL2A1和ACAN下调、MMP-13和ADAMTS4上调;双荧光素酶报告基因确认SIRT6为直接靶标;si-SIRT6模拟miR-486效应,且si-SIRT6逆转miR-486抑制剂的作用;严重OA软骨中miR-486上调而SIRT6下调且负相关。
研究意义
提供OA治疗的潜在靶点和理论基础。

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

检测miR-486在软骨组织中的表达

明确miR-486在严重OA软骨组织中的表达水平及其与疾病的相关性。

通过qRT-PCR检测严重OA患者关节软骨和骨坏死组织中miR-486的表达。

2

评估miR-486对SW1353细胞分解代谢表型的影响

验证miR-486是否调控软骨细胞样细胞的细胞外基质代谢相关基因表达。

在SW1353细胞中转染miR-486 mimic或inhibitor,检测COL2A1、ACAN、MMP-13、ADAMTS4的mRNA和蛋白表达及分泌水平。

3

验证SIRT6为miR-486的直接靶基因

确认miR-486与SIRT6的3'UTR直接结合。

利用TargetScan、miRanda、RNAhybrid预测结合位点,构建WT/MUT荧光素酶报告载体,共转染miR-486 mimic,检测荧光素酶活性;同时检测miR-486 mimic/inhibitor对SIRT6 mRNA和蛋白表达的影响。

4

验证SIRT6在miR-486诱导分解代谢表型中的功能

验证SIRT6敲低是否能重现或逆转miR-486诱导的基因表达变化。

在SW1353细胞中转染si-SIRT6或与miR-486 inhibitor共转染,检测COL2A1、ACAN、MMP-13、ADAMTS4的表达。

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Hyclone--
胎牛血清----
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher Scientific--
miR-486模拟物Thermo Fisher Scientific--
miR-486抑制剂Thermo Fisher Scientific--
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Thermo Fisher Scientific--
Trizol试剂Thermo Fisher Scientific--
cDNA合成试剂盒TaKaRa--
7500实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
RIPA裂解液Biocolors Biotechnology--
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Pierce Biotechnology--
PVDF膜Bio-Rad--
SIRT6抗体Abcam--
聚集蛋白聚糖抗体Abcam--
MMP-13抗体Abcam--
ADAMTS4抗体Abcam--
COL2A1抗体Abcam--
GAPDH抗体Abcam--
ECL蛋白质印迹试剂盒Amersham Biosciences--
人聚集蛋白聚糖ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-H0294c
人MMP-13 ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-H0134c
人ADAMTS4 ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-H0266c
人II型胶原ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-H0777c
pGL3载体RiboBio--
SPSS 18.0统计软件SPSS--

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
临床样本采集
样本类型:严重OA患者关节软骨(20例)和骨坏死组织(20例);骨坏死作为对照;存储条件-80℃
阅读提示:Methods - Materials
细胞培养与转染
SW1353细胞;培养基DMEM+10%FBS;转染试剂Lipofectamine 2000;miR-486 mimic/inhibitor浓度50 nM;转染时间48小时;敲低si-SIRT6浓度50 nM
阅读提示:Methods - Cells, Cell transfection
基因表达检测
qRT-PCR内参GAPDH和U6;引物序列见表I;2-ΔΔCt法
阅读提示:Methods - Quantitative real-time polymerase chain reaction, Table I
蛋白表达检测
电泳上样量30 µg/泳道;SDS-PAGE凝胶浓度12%;一抗稀释比例(SIRT6 1:500, aggrecan 1:500, MMP-13 1:500, ADAMTS4 1:500, COL2A1 1:1000, GAPDH 1:1000)
阅读提示:Methods - Western blotting
靶向验证
报告基因载体WT/MUT SIRT6 3'UTR;共转染miR-486 mimic;荧光素酶活性检测时间48小时
阅读提示:Methods - Luciferase reporter assay
统计分析
独立样本t检验或ANOVA;ANOVA后Tukey检验;Pearson相关;p<0.05显著;每个实验3次重复
阅读提示:Methods - Statistical analysis