STX17敲低加剧动脉粥样硬化:揭示自噬和炎症的作用

Exacerbation of atherosclerosis by STX17 knockdown: Unravelling the role of autophagy and inflammation.

作者信息Xinyue Cui, Bo Wang, Dongjian Han, Mengdie Cheng, Peiyu Yuan, Pengchong Du, Yachen Hou, Chang Su, Junnan Tang, Jinying Zhang
PMID39008328
发布时间2024-05
DOI10.1111/jcmm.18402

实验完整度

中

研究包含体内动物模型和体外细胞模型,并进行了功能验证(迁移、成管)和机制验证(自噬流、炎症、STING),但分子机制探索仅在体外进行,缺乏体内敲除验证。

主要模型

ApoE敲除(KO)小鼠高脂饮食模型 人脐静脉内皮细胞(HUVECs)ox-LDL处理模型

重点核对

动物模型:6周龄ApoE KO小鼠,Western diet喂养12周 细胞模型:HUVECs,ox-LDL处理浓度100 μg/mL,时间48 h STX17敲低:shRNA-STX17慢病毒,MOI=10-30 STING敲低:siRNA,浓度50 nM,转染6 h 自噬流检测:mRFP-GFP-LC3腺病毒,MOI=500

摘要

Syntaxin 17 (STX17)已被确定为介导自噬体与溶酶体融合的关键因子。然而,其在动脉粥样硬化(AS)中的具体作用仍不清楚。本研究旨在阐明STX17在AS发生和发展中的作用及机制贡献。利用体内和体外AS模型系统,我们采用高脂饮食喂养的ApoE敲除(KO)小鼠和氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)处理的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)来评估STX17的表达。为了研究潜在机制,我们使用shRNA-STX17慢病毒敲低STX17表达,随后评估HUVECs中的自噬和炎症。在体内和体外AS模型中,STX17表达显著上调。敲低STX17加重了HUVEC损伤,无论有无ox-LDL处理。此外,我们观察到STX17敲低损害自噬体降解,阻碍自噬流,并导致HUVECs中功能失调的溶酶体积累。此外,STX17敲低增强了ox-LDL处理后HUVECs的炎症反应。进一步的机制探索揭示了STX17与STING之间的关联;降低STX17表达会增加STING水平。进一步敲低STING增强了自噬流。总之,我们的研究结果表明,STX17敲低通过阻碍自噬流和放大炎症反应加剧AS。此外,STX17与STING之间的相互作用可能在STX17介导的自噬中发挥关键作用。

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
STX17在动脉粥样硬化发生发展中的作用及其与STING的相互作用是否调控自噬和炎症?
核心机制
STX17敲低通过阻碍自噬流和加剧炎症反应加重AS。STX17与STING相互作用,STX17敲低导致STING表达增加,STING敲低可恢复自噬流,提示STING可能通过结合STX17调节自噬。
主要证据
在ApoE KO小鼠AS模型和ox-LDL处理的HUVECs中,STX17表达上调;STX17敲低损害HUVECs迁移和血管生成,增加LC3 II和P62积累,降低cathepsin D表达,增加炎性细胞因子(TNF-α, IL-6, IL-8, MCP-1)分泌;Co-IP和免疫荧光证实STX17与STING相互作用,STING敲低增强自噬流。
研究意义
该研究揭示了STX17与STING的相互作用在AS中的潜在机制,为AS的防治提供了可能的干预靶点。

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

构建体内AS模型并检测STX17表达

验证STX17在AS中的表达变化

使用6周龄ApoE KO小鼠(n=8)喂食高脂饮食12周建立AS模型,对照组为喂食普通饮食的ApoE KO小鼠和C57BL/6J小鼠。通过血脂检测、HE染色、Masson染色和油红O染色评估模型构建,并通过Western blot检测主动脉血管中STX17表达。

2

构建体外AS模型并检测STX17表达

在细胞水平验证STX17表达变化

使用ox-LDL处理HUVECs建立体外AS模型,检测不同浓度和处理时间下STX17表达。通过划痕实验和管形成实验验证细胞损伤。

3

敲低STX17并评估细胞功能

确定STX17对HUVECs功能的影响

使用shRNA-STX17慢病毒感染HUVECs敲低STX17,通过CCK8检测增殖,划痕实验检测迁移,管形成实验检测血管生成。

4

评估STX17敲低对自噬和溶酶体功能的影响

探索STX17敲低对自噬流和溶酶体的影响

通过Western blot检测自噬相关蛋白LC3 II、P62、LAMP1和cathepsin D的表达,并使用mRFP-GFP-LC3双荧光腺病毒监测自噬流。

5

检测STX17敲低对炎症反应的影响

确定STX17敲低对HUVECs炎症反应的影响

通过ELISA检测ox-LDL诱导的HUVECs上清中TNF-α、IL-6、IL-8和MCP-1的水平。

6

验证STX17与STING的相互作用

确认STX17与STING之间的相互作用

通过Western blot检测STX17敲低后STING表达水平,使用Co-IP和免疫荧光共定位验证相互作用。

7

敲低STING并评估自噬流

确定STING敲低对自噬流的影响

使用STING-siRNA转染HUVECs敲低STING,通过qPCR和Western blot验证敲低效率,并检测自噬相关蛋白LC3 II和p62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
西方饮食(高脂饮食)----
内皮细胞培养基ScienCell--
胎牛血清ScienCell--
内皮细胞生长补充剂ScienCell--
青霉素和链霉素ScienCell--
氧化低密度脂蛋白Yiyuan BiotechnologiesYB-002
shSTX17慢病毒HANBIOpHBLV-U6-MCS-CMV-ZsGreen-PGK-PURO
mRFP-GFP-LC3腺病毒HANBIO--
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Thermo Scientific--
TRIzol试剂Invitrogen--
HiScript III 一步法反转录预混液(qPCR专用)Vazyme--
ChamQ通用SYBR qPCR预混液Vazyme--
BCA蛋白定量试剂盒SolarbioPC0020
5×蛋白上样缓冲液YameiLT101
PVDF膜MilliporeIPVH00010
脱脂牛奶BioFroxx1172GR100
STX17抗体SigmaHPA001204
LC3 I/II抗体CST12741
SQSTM1/p62抗体Abcamab109012
LAMP1抗体Abcamab108597
组织蛋白酶D抗体Abcamab6313
STING抗体Abcamab239074
β-微管蛋白抗体Proteintech66240-1-Ig
GAPDH抗体ZSGB-BIOTA-08
β-肌动蛋白抗体ZSGB-BIOTA-09
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgG----
辣根过氧化物酶标记的山羊抗小鼠IgG----
Pierce蛋白A/G磁珠Thermo Scientific--
CCK8试剂盒DojinDo--
Matrigel基质胶Corning--
TNF-α ELISA试剂盒Elabscience--
IL-6 ELISA试剂盒Elabscience--
IL-8 ELISA试剂盒Elabscience--
MCP-1 ELISA试剂盒Elabscience--
Alexa Fluor 594标记的山羊抗小鼠IgG----
Alexa Fluor 488标记的山羊抗兔IgG----
ibidi 2孔腔室载玻片ibidi--
含DAPI的抗淬灭封片剂----
激光共聚焦显微镜LSM 980Zeiss--

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
动物模型构建
动物品系、周龄、性别;饮食类型和持续时间;分组和样本量;环境条件
阅读提示:见2.1节和3.1节
细胞模型构建
HUVECs来源和传代;ox-LDL浓度和处理时间;培养基成分
阅读提示:见2.5节和3.2节
STX17敲低
慢病毒载体和序列;感染复数(MOI);转染时间;筛选抗生素浓度和时间
阅读提示:见2.6节
自噬流检测
mRFP-GFP-LC3腺病毒使用浓度;转染时间;ox-LDL处理条件;图像分析参数
阅读提示:见2.7节和3.4节
STING敲低
siRNA序列和浓度;转染时间;敲低效率验证
阅读提示:见2.8节和3.7节
炎症因子检测
ELISA试剂盒品牌和货号;上清收集时间和条件;检测波长
阅读提示:见2.15节和3.5节