生殖支原体黏附蛋白通过亲环蛋白A-CD147激活ERK-NF-κB通路诱导人尿路上皮细胞炎症细胞因子

Mycoplasma genitalium Protein of Adhesion Induces Inflammatory Cytokines via Cyclophilin A-CD147 Activating the ERK-NF-κB Pathway in Human Urothelial Cells.

作者信息Lingling Li, Dan Luo, Yating Liao, Kailan Peng, Yanhua Zeng
PMID33013867
发布时间2020-09-09
DOI10.3389/fimmu.2020.02052

实验完整度

体外细胞实验明确包含rMgPa刺激、ELISA、Western blot、免疫荧光、Co-IP、siRNA干扰及抑制剂验证,但无体内动物模型或临床样本,证据层级单一。

主要模型

人尿路上皮细胞系SV-HUC-1

重点核对

rMgPa浓度(20 μg/mL)和时间(32 h) CypA-siRNA和CD147-siRNA转染(20 nM) ERK抑制剂PD98059和NF-κB抑制剂BAY 11-7082(各30 μM)预处理1小时 ELISA检测eCypA和炎症因子分泌 Western blot检测ERK和IκBα磷酸化

摘要

生殖支原体黏附蛋白(MgPa)在生殖支原体黏附并侵入宿主细胞的过程中发挥重要作用,因此对其在宿主细胞中的致病机制具有重要意义。我们先前的研究已证实,亲环蛋白A(CypA)是人尿路上皮细胞(SV-HUC-1)中MgPa的受体,并能通过与MgPa相互作用介导生殖支原体黏附并侵入宿主细胞。然而,生殖支原体对宿主细胞的具体发病机制以及MgPa与CypA相互作用所涉及的可能的致病机制尚未阐明。本研究旨在阐明MgPa致病性所涉及的机制。通过ELISA检测到重组MgPa(rMgPa)诱导SV-HUC-1细胞分泌细胞外CypA(eCypA),并通过共定位和免疫共沉淀实验验证了CypA与CD147之间的相互作用。此外,还证明了rMgPa诱导的eCypA所激发的细胞外信号调节激酶(ERK)磷酸化和NF-κB激活。本研究结果证实,rMgPa可诱导SV-HUC-1细胞分泌eCypA,从而通过CypA-CD147相互作用并激活ERK-NF-κB通路,促进IL-1β、IL-6、TNF-α和MMP-9的蛋白和mRNA表达,这有助于阐明生殖支原体对宿主细胞的发病机制和可能的致病机理。

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
MgPa是否通过诱导eCypA分泌,并经CypA-CD147相互作用激活ERK-NF-κB通路,从而促进人尿路上皮细胞炎症因子的表达?
核心机制
rMgPa诱导SV-HUC-1细胞分泌eCypA,eCypA与CD147相互作用,激活ERK-NF-κB信号通路,从而上调IL-1β、IL-6、TNF-α和MMP-9的表达。
主要证据
ELISA证实rMgPa诱导eCypA分泌并呈剂量和时间依赖性;Western blot和免疫荧光显示CypA和CD147表达上调;共定位和Co-IP验证CypA-CD147结合;siRNA敲低和抑制剂实验证实ERK-NF-κB通路介导炎症因子表达。
研究意义
该研究阐明了MgPa通过CypA-CD147-ERK-NF-κB通路诱导炎症反应的机制,为深入理解生殖支原体感染的致病机理提供实验基础,并为开发潜在的治疗和预防靶点奠定基础。

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

rMgPa诱导eCypA分泌

确定rMgPa能否诱导SV-HUC-1细胞分泌eCypA,并确定最佳浓度和时间

用不同浓度(0-50 μg/mL)rMgPa处理SV-HUC-1细胞,以及用20 μg/mL rMgPa处理不同时间(0-48 h),收集上清,用ELISA检测eCypA水平。

2

验证rMgPa对CypA和CD147表达的影响

探究rMgPa是否上调CypA和CD147的表达

用rMgPa刺激细胞不同时间(0-32 h),通过Western blot和间接免疫荧光检测CypA和CD147的蛋白表达及定位。

3

验证CypA与CD147的相互作用

确认CypA和CD147在SV-HUC-1细胞中是否发生直接相互作用

通过共定位实验和免疫共沉淀(Co-IP)检测CypA和CD147的结合。

4

检测炎症因子表达

验证rMgPa诱导的eCypA是否促进炎症因子(IL-1β, IL-6, TNF-α, MMP-9)的mRNA和蛋白表达,并探究CypA和CD147的作用

使用qRT-PCR和ELISA检测IL-1β、IL-6、TNF-α和MMP-9的表达;并利用siRNA敲低CypA或CD147,观察炎症因子表达变化。

5

验证ERK信号通路

探讨rMgPa诱导的eCypA是否通过ERK通路促进炎症因子分泌

Western blot检测ERK磷酸化水平;使用ERK抑制剂PD98059预处理,观察对炎症因子表达的影响。

6

验证NF-κB激活

探究rMgPa是否激活NF-κB通路,并验证其是否通过CypA-CD147介导

通过间接免疫荧光和Western blot检测NF-κB p65的核转位及IκBα磷酸化;使用NF-κB抑制剂BAY 11-7082预处理,观察对炎症因子表达的影响。

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。

检测蛋白表达
检测蛋白共定位与相互作用
检测mRNA表达
检测分泌蛋白水平
基因敲低

产品清单

实验环节名称品牌货号
SV40永生化人尿路上皮细胞ATCCCRL-9520
F-12K培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素溶液BeyotimeC0222
24孔板Corning--
人CypA ELISA试剂盒USABIO--
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0010
兔抗CypA抗体Abcamab41684
小鼠抗CD147抗体Abcamab666
兔抗GAPDH抗体BOSTERBA2913
HRP标记的山羊抗兔IgGProteintechBL003A
HRP标记的山羊抗小鼠IgGComWin BiotechCW0102
FITC标记的亲和纯化山羊抗兔IgG (H+L)ComWin BiotechCW0114S
TRITC标记的亲和纯化山羊抗小鼠IgG (H+L)ComWin BiotechCW0152S
DAPIBeyotimeC1002
TE2000-S倒置显微镜Nikon--
Protein A/G琼脂糖珠----
小鼠抗CypA抗体Abcamab58144
小鼠抗CD147抗体Abcamab666
TRIzol试剂Beyotime--
BeyoRT II第一链cDNA合成试剂盒(RNase H minus)Beyotime--
SYBR Green PCR预混液Qiagen--
LightCycle 96实时荧光定量PCR仪Roche--
CypA siRNAOrigene TechnologiesSR303662
CD147 siRNAOrigene TechnologiesSR300476
Lipofectamine2000转染试剂----
人MMP-9 ELISA试剂盒Neobioscience--
人IL-1β、IL-6、TNF-α ELISA试剂盒Thermo Fisher Scientific--
兔抗ERK抗体CUSABIOCSB-PA002421
兔抗磷酸化ERK抗体CUSABIOCSB-PA000749
兔抗磷酸化IκBα抗体Abcamab133462
小鼠抗IκBα抗体Abcamab12134
兔抗NF-κB p65抗体Proteintech10745-1-AP
Cy3标记的抗兔IgG抗体ProteintechSA00009-2
抗组蛋白H3抗体CUSABIO--
抗GAPDH抗体CUSABIO--
化学发光成像系统Syngene--

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:SV-HUC-1 (ATCC CRL-9520);培养基:F-12K + 10% FBS + 1%青霉素-链霉素;培养条件:37°C、5% CO2。
阅读提示:Materials and Methods - Cell Culture
rMgPa刺激
rMgPa浓度:20 μg/mL(最佳);刺激时间:32 h(eCypA分泌峰值);对照组:未处理或LPS。
阅读提示:Results - rMgPa Induced eCypA Secretion in SV-HUC-1 Cells;Figure 1
炎症因子检测
qRT-PCR检测mRNA表达水平;ELISA检测蛋白浓度;检测指标包括IL-1β、IL-6、TNF-α、MMP-9。
阅读提示:Materials and Methods - Quantitative Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction和ELISA;Results - rMgPa-Induced eCypA Can Trigger Secretion of Inflammatory Cytokines
信号通路验证
ERK抑制剂:PD98059 (30 μM);NF-κB抑制剂:BAY 11-7082 (30 μM);预处理时间:1 h;rMgPa刺激时间:24 h;Western blot检测ERK和IκBα磷酸化。
阅读提示:Materials and Methods - Detection of ERK-NF-κB Signaling Pathway;Results - rMgPa Induced eCypA Can Evoke the Secretion of Inflammatory Cytokines Mainly Through the ERK Signaling Pathway