IJPS 国际聚合物科学杂志 1687-9430 1687-9422 Hindawi出版 10.1155 /八百一万九千二百九十四分之二千零二十○ 8109294 研究论文 异氟醚通过miR-206/BDNF轴调控脂多糖诱导的人星形胶质细胞的增殖、凋亡和炎症反应 剑影 致远 https://orcid.org/0000-0001-9195-7307 杨灿 义乌市中心医院 义乌 322000浙江 中国 ywzxyy.com 2020 26 3. 2020 2020 31 12 2019 14 03 2020 26 3. 2020 2020 版权所有©2020建英王等人。 这是知识共享署名许可,允许在任何媒体不受限制地使用,分发和复制下发布的开放式访问文章,提供原工作正确引用。

目的。为了研究异氟烷(ISO)对细胞增殖,凋亡的效果,和脂多糖的炎症反应(LPS-)诱导正常人星形细胞(n已)通过调节所述miR-206 / BDNF轴线。 方法。NHA增殖活性通过MTT测定;NHA凋亡率通过膜联蛋白V-FITC / PI测定物;Western印迹被用于测量的BDNF表达;用ELISA法测定IL-6,IL-1 β和TNF α在n已表达;定量PCR被用于测量相关的n已增殖和凋亡的miRNAs的表达;双荧光素酶报告构建验证的miR-206和BDNF之间的关系定位。 结果。LPS增加增殖活性和降低的n已凋亡率,其被有效由ISO(反转 p < 0.05 );LPS显著抑制了NHAs中与增殖和凋亡相关的miRNAs的表达( p < 0.05 , p < 0.01 ),而ISO显著增加的miR-206的表达( p < 0.01 )通过下调BDNF的表达,从而抑制NHA增殖和炎症应答和增强的凋亡。 结论。ISO可以通过上调的miR-206的表达,从而抑制增殖和n已的炎症反应和促进其凋亡抑制BDNF的表达。

浙江省科技厅项目 2013C33216
1.简介

最近,神经变性疾病如肌萎缩侧索硬化症(ALS),脊髓损伤(SCI)的发病率在不断增加,和中枢神经系统的炎症反应是关于各种神经变性疾病[一个潜在的机制 1]。已报道的是,正常的人星形胶质细胞(n已)可以最小化初级损伤和修复受损的组织。然而,在某些病理条件下,n已可以改变成为反应性n已[ 2],和反应性n已是促炎细胞因子在脑的主要来源之一[ 3.]。NHAs参与多种神经退行性疾病的发展[ 4];因此,研究NHAs的反应性机制有助于制定中枢神经系统炎症引起的神经退行性疾病的保护策略。脂多糖(LPS)是革兰氏阴性内毒素的主要成分[ 5],是一种有效的免疫系统激活因子,常用于炎症相关疾病的研究[ 6]。因此,在这项研究中,LPS被用来治疗n已建立体外LPS诱导NHA损伤模型。异氟醚(ISO)是一种常用的吸入麻醉剂,并已被证明具有通过抑制炎症反应[神经保护作用 7],但尚未见报道的反应n已其调节作用。已经证明了miR-206能够抑制炎症反应,减少神经疼痛[ 8以及调节神经细胞的增殖和凋亡[ 9,但对NHA细胞的影响尚不清楚。生物信息学研究提示脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)是miR-206的靶蛋白,已被证实是治疗神经退行性疾病的重要靶点[ 10]。因此,本研究旨在调查ISO对增殖,细胞凋亡和炎症通过所述miR-206 / BDNF轴感应脂多糖NPS细胞的反应的影响。

2.材料和方法 2.1。细胞系和试剂

nha(猫。第1800号)购自上海富蒙基因生物科技有限公司DMEM完全培养基、青霉素、链霉素、胎牛血清、Lipofectamine 2000转染试剂、一步反转录试剂盒、TRIzol试剂盒、双荧光素酶报告基因试剂盒均购自Thermo Fisher公司。Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒购自生技生物工程(上海)有限公司。ELISA试剂盒购自上海日耳曼生物科技有限公司。RIPA细胞裂解液购自北京索来宝科技有限公司。LPS购自上海古辰生物科技有限公司异氟醚购自济南惠丰达化工有限公司BDNF一、二抗购自武汉爱美洁科技有限公司。

2.2。细胞培养

NHAs在含有10%胎牛血清、1%青霉素和链霉素的DMEM培养基中培养,在37℃、5% CO中培养<年代ub>2孵化器。培养液每天更换。所述通道在70〜80%的汇合度进行的,并且从通道细胞3到4被用于随后的实验。

药物治疗。在对数生长期n已被采取,并用不同浓度的LPS(0处理过的  μ0.2 g / mL, μ0.5 g / mL, μ克/毫升,1 μg/mL) for 24 h, and the appropriated LPS concentration was selected. After 24 h of treatment with LPS (0.5  μ克/毫升)中,n已被放置在封闭的麻醉箱。入口端连接到一个ISO气体挥发,和95%空气和5%CO<年代ub>2在获得通过该出口端被连接到麻醉气体监视器为ISO浓度检查。Different concentrations of ISO (0.7%, 1.4%, and 2.1%) were passed in for 2 h, and then cell proliferation, apoptosis, and inflammatory factors were measured.

2.3。细胞转染

n已在对数生长期拍摄,接种到6孔板中,并培养在37℃,5%CO<年代ub>2孵化器。当细胞汇合达到70〜80%,的miR-206模拟物,抗miR-206,NC-模拟物,及Si-BDNF转染到n已并且在5%CO培养<年代ub>2incubator at 37°C for 48 h before use.

2.4。NHA增殖活性测定采用MTT

n已的各组在对数生长期的测试中,密度被取出并接种在96孔板 1 × 10 4 细胞/孔。10  μL MTT solution was subsequently added when the cells cultured for 0, 24, 48, 72, and 96 h. After a further 4 h of incubation, the culture supernatant was aspirated, and 100  μ加入L-二甲基亚砜(DMSO);finally, the absorbance (OD) was measured at 450 nm using a microplate reader.

2.5。NHA凋亡率通过膜联蛋白V-FITC / PI双染色检测

NHAs to be tested in each group were collected and cultured for 48 h and digested with 0.25% trypsin and centrifuged at 1000 r/min for 5 min. After that, the cells were adjusted to a concentration of 5 × 10 5 细胞/ mL,和5  μ大号的膜联蛋白V-FITC溶液中加入并充分混合。After homogenization, the cells were incubated at room temperature for 15 min in the dark, then 5  μ加入PI染色液L,混匀,孵育5 min;最后用流式细胞仪检测NHAs的凋亡水平。

2.6。<斜体>β</斜体>,和TNF-α<斜体>α</斜体>在n已通过ELISA测定IL-6,IL-1的表达

收集各组待测nhave制备细胞悬液,观察IL-6、IL-1的表达情况 β和TNF α根据相应的ELISA试剂盒说明书进行NHAs的测定。

2.7。通过qPCR测量n已表达的miRNA

使用TRIzol法提取总RNA,然后根据miRNA逆转录试剂盒的指令将其逆转录为cDNA。qPCR按照miRNA qPCR试剂盒说明书进行。以U6为内参照,引物序列见表 1。相对表达,使用2计算<年代up>- ∆∆Ct。

定量PCR引物序列。

底漆 序列(5 -3 );F:正向底漆,R:反向底漆
mir - 211 F:5 -TTGTGGGCTTCCCTTTGTCATCCT-3
R: 5 -TGCTGTGGGAAGTGACAACTGA-3
的miR-146A F:5 -CCTGAGAAGTGAATTCCATGGG-3
R: 5 -TGGTGTCGTGGAGTCG-3
的miR-140 F:5 -CCCAAGCTTTTTCCGTGGTGACCTCCTCT-3
R: 5 -CGCGGATCCTGCTGGGCTGTTTGTGGGGG-3
mir - 206 F:5 -CGGGCTTGTGGAATGGTAAGC-3
R: 5 -GCTTCGGCAGCACATATACTAAAAT-3
U6 F:5 -CTCGCTTCGGCAGCACA-3
R: 5 -AACGCTTCACGAATTTGCGT-3
2.8。通过检测免疫印迹在n已表达BDNF

取对数生长期各组的NHAs, PBS洗涤2次。总数为0.5 μ实验组加入g/mL LPS,培养24 h后用PBS冲洗细胞2次。然后加入1ml PBS离心(3000 r/min) 5min。离心后弃上清,加入冰冻PBS洗涤3次后加入RIPA裂解缓冲液。采用BCA蛋白定量试剂盒测定蛋白浓度。每组取等量的蛋白样品进行SDS-PAGE电泳。电泳后,将SDS-PAGE凝胶转移至PVDF膜上,置于5%脱脂奶粉中阻塞1.5 h。加入一抗(1:10 00),4℃孵育过夜。第二天,用TBST冲洗膜一次后,将hrp标记的二抗(1:50 000)加入样品中,室温孵育1.5 h。然后用TBST洗膜3次,用ECL试剂盒进行蛋白条带的形成。然后使用ImageJ软件分析各波段的灰度并计算相对表达。

2.9。靶向双荧光素酶报告基因验证miR-206和BDNF之间的关系

母星数据库是用来预测的miR-206和BDNF的结合位点。的BDNF野生型载体(WT-BDNF)构建;基因突变技术被用来改变的miR-206和BDNF的结合位点,和BDNF突变载体(MUT-BDNF)中的溶液用相同的方法构成。WT-BDNF or MUT-BDNF was then cotransfected with miR-206 mimics or miR-NC into NHAs and cultured for 48 h, and the luciferase activity of each group was measured using the dual-luciferase reporter gene kit [ 8]。

2.10。统计分析

在这项研究中所有实验重复三次,数据表示为 x ¯ ± 年代 。用于统计分析和相关的人物画中的GraphPad 7.0软件。 t -test用于比较两个组之间,并且被用于多组间比较单因子变异数分析。 p < 0.05 p < 0.01 表示有统计学意义的差异。

3.结果 3.1。ISO对LPS诱导n已增殖,凋亡和炎症反应的影响

MTT结果表明,细胞增殖的能力以剂量依赖的方式处理n已用不同浓度的LPS(0.0后增加  μ0.2 g / mL, μ0.5 g / mL, μ克/毫升,和1.0  μ克/毫升)(图 1(一), p < 0.01 ),并且在细胞增殖活性没有差异显著LPS时以0.5的浓度  μ克/毫升,1 μ克/毫升。在NHAs之后,首先用0.5处理 μ加入g/mL LPS,不同浓度的ISO (0.7%, 1.4%, 2.1%), 2h后NHAs的增殖活性最低为1.4%(图) 1 (b), p < 0.01 )。MTT,膜联蛋白V-FITC / PI,和ELISA来测量增殖活性,凋亡率,IL-6,IL-1 β和TNF αNC组,LPS组,和LPS + ISO组中n已表达。显示的结果表明,与NC组,增殖活性和IL-6的表达,IL-1相比 β和TNF α均显著增加,细胞凋亡速率的LPS组中显著降低,而LPS + ISO组颠倒上NHA增殖,细胞凋亡和炎症反应的LPS的附图中的效果( 1 (c)- - - - - - 1 (e)所有 p < 0.05 )。综上所述,ISO可以逆转LPS对NHAs增殖和炎症反应的促进作用以及对凋亡的抑制作用。

ISO对脂多糖诱导的NHAs增殖、凋亡和炎症反应的影响。 * p < 0.05 NC组;<年代up>Δ p < 0.05 LPS组。(A-C)n已通过MTT测定的增殖。(d)NHA凋亡的膜联蛋白V-FITC / PI测定。IL-6,IL-1的(E-G)的表达 β和TNF α用ELISA法测定NHAs。

3.2。ISO上调的的miR-206表达n已

的qPCR结果表明LPS显著抑制miRNA的表达[ 2, 11- - - - - - 13]与增殖相关和n已凋亡( p < 0.05 , p < 0.01 ),以及加入的ISO扭转这些抑制效果在一定程度上。特别是,所有检查的miRNA中,的miR-206是最显著逆转一个(图 2, p < 0.01 )。因此,可以推断,ISO上调了NHAs中miR-206的表达。

ISO上调的miR-206的在n已细胞中的表达。 * p < 0.05 , * * p < 0.01 NC组;<年代up>Δ p < 0.05 ,<年代up>ΔΔ p < 0.01 LPS组。

3.3。的miR-206下调BDNF

生物信息学数据库母星被用于预测BDNF为的miR-206(图的潜在靶基因 3(一个))。双荧光素酶报告基因的结果显示了miR-206的过表达显著降低了WT-BDNF质粒的荧光素酶活性( p < 0.01 );但对mutt - bdnf质粒荧光素酶活性( p > 0.05 )。Western blotting结果(图) 3 (c))还证实了miR-206的过表达在n已显著抑制BDNF表达( p < 0.01 )。这些结果表明了miR-206的针对性和下调BDNF表达。

的miR-206靶向BDNF的下调。(一)生物信息学分析结果表明,BDNF是的miR-206的靶基因。(b)中所述的双荧光素酶报告基因测定法来验证的miR-206和BDNF之间的关系。(c)中Western印迹用于测量BDNF的表达。 * * p < 0.01 NC组。

3.4。ISO规定的LPS诱导的增殖,凋亡,和经由所述miR-206 / BDNF轴n已的炎症反应

Western印迹法检测表达BDNF在n已用LPS处理后,结果表明,撞倒BDNF后,在n已BDNF表达显著降低( p < 0.01 );此外,BDNF和miR-206的同时敲弱后,BDNF表达显著单独用BDNF的敲低相比增加( p < 0.01 ),与NC组比较无显著性差异。用LPS处理NHAs后,采用MTT、Annexin V-FITC/PI和ELISA检测其增殖活性、凋亡率和IL-6 IL-1 βNC组、ISO组、ISO+anti-miR-206组、ISO+si-BDNF组、ISO+anti-miR-206+si-BDNF组NHAs表达情况结果表明,与NC组比较,细胞增殖活性、IL-6、IL-1明显增强 β和TNF α而加入anti-miR-206有效逆转了ISO对NHAs增殖、凋亡和炎症反应的影响。而在ISO+si-BDNF组中,ISO组对NHAs增殖、凋亡和炎症反应的影响进一步增强。与ISO+anti-miR-206组相比,ISO+anti-miR-206+si-BDNF组NHAs细胞的增殖活性和炎症反应降低,而凋亡率升高。

与ISO + SI-BDNF基,增殖活性,并在ISO +抗miR-206 + SI-BDNF组升高n已的炎症反应,而凋亡率降低相比,示于图 图4(b)- - - - - - 图4(d)(所有 p < 0.05 )。采取的所有这些在一起,似乎ISO可以逆转LPS对n已影响包括促进增殖,炎症反应,和通过调节所述miR-206 / BDNF轴线抑制细胞凋亡。

ISO调节的miR-206的作用/ BDNF轴线对LPS诱导NHA细胞增殖,细胞凋亡和炎症反应。(a)中Western印迹用于测量BDNF的表达。(b)中,通过MTT检测n已细胞的增殖活性。(c)中膜联蛋白V-FITC / PI法检测NHA细胞凋亡。(d-f)中IL-6的表达,IL-1 β和TNF α在n已通过ELISA检测到的小区。 * p < 0.05 NC组;<年代up>Δ p < 0.05 ISO组;<年代up># p < 0.05 ISO +抗miR-206;<年代up>@ p < 0.05 ISO + si-BDNF

4。讨论

正常人n已在中枢神经系统中最丰富的细胞类型,提供神经营养支持和维持中枢神经系统的功能[ 14]。有研究表明,n已的功能是由小神经胶质细胞,微生物和内部环境[调节 15],在炎症环境的刺激下,NHAs可丧失大部分正常的星形细胞功能,而获得新的神经毒性功能[ 16]。也有报道称,NHA细胞源性炎症是中枢神经系统急性或慢性损伤的常见组成部分[ 17]并播放各种神经退行性疾病的发病机制引起神经炎症的关键调控作用[ 18]。在我们的研究结果发现,LPS能促进细胞增殖和细胞NHA炎症反应并抑制其凋亡。

ISO是一种常用的吸入麻醉剂,广泛应用于各种手术中以维持全身麻醉。此外,ISO还具有抗炎、抗氧化和凋亡作用[ 1]。有报道称,ISO通过降低中性粒细胞功能、抑制巨噬细胞释放细胞因子、减弱自然杀伤细胞对干扰素-的反应来调节免疫和炎症反应 α4、通过减少全身炎症反应,抑制单核细胞和巨噬细胞因子释放,发挥抗炎作用[ 19]。此外,有研究表明,ISO能够保护大脑损伤。例如,Swissa [ 7]等人发现,ISO显著减少由oxophosphate诱发癫痫状态的大鼠模型中后期脑损伤。然而,尚未报道ISO是否调节反应NHA细胞衍生的炎症。我们的研究结果发现,ISO可以抑制LPS诱导的增殖和炎症反应,促进n已细胞的凋亡。

的miR-206已被示出为具有神经元激活和神经炎症[相关联 20]和异常低慢性神经病的大鼠的血清中表达[ 21]。此外,的miR-206可以调节炎症反应。例如,的miR-206的过表达可通过抑制神经炎症[降低由大鼠小胶质细胞ZEB2的过表达神经性疼痛 22]。BDNF产生和由神经元分泌的,它可以促进轴突以自分泌的方式发展,并且它是在脑电路的发展[必不可少 3.]。此外,BDNF,如神经营养蛋白,起着中枢神经系统的可塑性中起重要作用并且还参与神经系统疾病的发病机制[ 23,从而成为治疗神经退行性疾病的重要靶点。本研究结果表明,ISO可上调miR-206的表达,miR-206可通过下调BDNF表达抑制脂多糖诱导的胶质细胞增殖、炎症,促进其凋亡。

总之,ISO可以减少通过上调的miR-206的抑制效果,抑制LPS诱导的增殖n已以及增强细胞凋亡在病理条件下的炎症反应。

数据可用性

所有数据可在我们的实验室记录的手写笔记本电脑。

利益冲突

作者声明,本论文的发表不存在任何利益冲突。

致谢

本课题得到浙江省科技厅项目(No. 2013C33216)的支持。

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