最近的研究表明,异丙酚可能通过抑制自噬细胞死亡引起的过度保护细胞活性氧引起的缺氧复氧(H / R)。是建立基因表达模式包括autophagy-related显著改变过程中H / R基因的存在与否,异丙酚posthypoxia治疗(P-PostH)。然而,这些差异的原因在很大程度上仍未知。小分子核糖核酸提供一个新颖的基因调控机制。在目前的研究中,我们系统地分析了改变微rna表达用人类脐静脉内皮细胞(HUVECs)受到H / R的存在与否posthypoxic异丙酚治疗。小分子核糖核酸的全基因组分析然后使用微阵列进行。十四和六的microrna表达不同的验证的定量实时PCR (Q-PCR)的三个显著增加,而降低。获得一个公正的全球视角改变microrna在后续监管,预测分析了十个microrna的目标使用基因本体论(去)分析构建信号网络。有趣的是,六个确定小分子核糖核酸autophagy-related已知目标基因。总之,我们的研究结果显示,不同的microrna的表达模式是由异丙酚诱导posthypoxia治疗H / R和microrna的表达模式的改变与调节独特autophagy-related基因表达。
由于氧化应激增加,缺血性组织或细胞的再灌注导致系统性炎症反应进而可能导致广泛的微血管功能障碍和组织/细胞损伤(
异丙酚是一种广泛使用静脉麻醉具有抗氧化能力。它显示了保护角色在过氧化氢(H2O2全身的细胞凋亡在心肌细胞和心肌缺血再灌注(I / R)损伤大鼠(
小分子核糖核酸(microrna)是一种进化保守的家庭短非编码rna,负调节基因在细胞通过降解或翻译抑制目标mrna (
在目前的研究中,我们构造了一个
建设的细胞H / R P-PostH模型如图
建立H / R和P-PostH模型。文化媒体取而代之的是葡萄糖和无血清DMEM平衡在正常孵化器在30分钟内,这些HUVEC细胞被放置在缺氧条件是由一个小封闭湿润有机玻璃室充满94% N2,5%的公司2,1%的人啊2在37°C 12 h。缺氧后,媒体立即被冲洗掉,和HUVECs回到维护媒介(NCS-DMEM)在正常孵化器为4 h。同时,准备异丙酚添加到介质不同浓度(25
异丙酚提高生存能力和降低H / R损伤诱导的细胞凋亡在HUVECs。(一)正常HUVECs处理不同浓度(0 - 150
确认P-PostH对细胞凋亡的抑制作用,HUVECs是沾膜联蛋白V-FITC propidium碘,然后通过流式细胞术分析。早期凋亡的比例控制和H / R组
接下来,我们研究了H / R-induced自噬在HUVECs是否可以由异丙酚。H / R提升的有效过渡LC3-I LC3-II,除了150年由异丙酚预防治疗
异丙酚抑制H / R-induced自噬。(一)LC3决心在正常细胞的表达,H / R损伤细胞,异丙酚posthypoxia治疗细胞(25 - 150
在一起,这些数据表明,异丙酚能有效地抑制细胞凋亡和自噬诱导HUVECs H / R。
研究潜在的可能功能的microrna在HUVECs H / R损伤的保护作用,我们确定HUVECs通过microrna的microrna的表达谱芯片分析。我们第一次评估P-PostH中的microrna的表达谱和H / R组。数以百计的microrna的表达谱确定P-Post之间监管和H / R独立样本分为生理上可判断的组。确定了其中8 microrna在P-PostH调节两倍多组相比,相同的8个microrna在H / R组,而6 microrna表达下调超过两倍(
microrna的概要文件区分异丙酚组的H / R组。(一)分层聚类14个microrna的表达显著改变(褶皱变化> 2,
验证所选微阵列数据中存在。异丙酚和H / R之间统计上的显著差异是用*表示
计算算法表明,hsa-miR-20b hsa-miR-30b, hsa - mir - 96和hsa - mir - 196 - 5月目标ULK1 autophagy-associated基因,分别Becline-1, ATG7和Rictor。Hsa-miR-15b或hsa - mir - 374 b可能目标抗凋亡基因(或扩散。Hsa-miR-7e可能目标mitochondria-associated基因(表
和小分子核糖核酸的表达水平的目标。
| microrna的 | 目标的象征 | 目标共同的名称 | 米兰达 | TargetScan | 人力资源表达水平 |
|---|---|---|---|---|---|
| microrna的 | |||||
| hsa-miR-30b | BECN1 | Beclin 1,自噬相关 | 是的 | 是的 |
|
| hsa-miR-30b | ATG5 | 自噬相关5 | 是的 | 是的 |
|
| hsa-miR-20b | ULK1 | unc-51像自噬激活激酶1 | 是的 | 是的 |
|
| hsa-miR-20b | MAP3K14 | 增殖蛋白激酶激酶激酶14 | 是的 | 是的 |
|
| hsa - mir - 196 a | RICTOR | RPTOR独立MTOR的同伴 | 是的 | 是的 |
|
| hsa - mir - 96 | ATG7 | 自噬相关7 | 是的 | 是的 |
|
| hsa-miR-15b | BCL2 | b细胞慢性淋巴细胞白血病/淋巴瘤2 | 是的 | 是的 |
|
| hsa - mir - 374 b | VEGFA | 血管内皮生长因子A | 是的 | 是的 |
|
| hsa-let-7e | ATP2A2 | atp酶、钙+ +运输、心肌和缓慢的抽动2 | 是的 | 是的 |
|
miRNA-gene交互网络自噬和mTOR的途径。红色框节点代表microrna的调节在异丙酚组。蓝色代表表达下调的节点代表mRNA和绿色循环。边缘显示microrna在mRNA的抑制作用。
H / R-associated细胞损伤可能涉及氧化应激损伤,通过形成活性氧(ROS)。直接有效的氧化和减少代理,ROS损伤内皮细胞膜脂质过氧化作用和还原酶抑制(
异丙酚在结构上类似于内源性抗氧化剂维生素E和展品抗氧化活动(
到目前为止,只有少数研究涉及监管propofol-mediated细胞保护的microRNA的报告。关键节点的大规模和系统性分析小分子核糖核酸在H / R处理P-PostH尚未进行。与以前的结果一致,我们的研究还发现,异丙酚的保护作用与HUVECs H / R损伤。为了揭示关键的小分子核糖核酸参与这个过程,我们首先评估中的microrna的表达谱propofol-postconditioned HUVEC细胞的H / R损伤的潜在作用microrna的保护作用。我们发现一组不同的microrna表达,6个表达下调和8调节microrna Propofol-postconditioned组相比,H / R组。中存在的hsa-miR-30b、hsa-miR-20b hsa-miR-15b、hsa-let-7e hsa - mir - 374 b, hsa - mir - 196 -进一步验证芯片结果的可靠性。
为了了解microrna的函数,术语和KEGG通路注释应用到他们的目标基因库。KEGG注释显示重大改变与自噬和mTOR P-PostH组的信号通路与H / R组。miRNA-gene网络的进一步调查这两个路径表明,hsa-miR-20 hsa-miR-30b,和hsa - mir - 196 a的主要监管机构自噬和mTOR途径,分别。
自噬是一种进化保守的过程参与长寿或受损的蛋白质和细胞器退化
总之,我们的研究中,首次系统地研究了微剖析P-PostH-treated H / R HUVEC细胞和显示一些差异表达的microRNA P-PostH H / R诱导细胞损伤。他们的监管角色的自噬和抗凋亡途径可能参与了异丙酚对H / R损伤的保护作用。hsa-miR-30b和hsa-miR-20b的低表达可能导致的异常upregulation autophagy-related蛋白,诱导自噬过度,导致细胞死亡。确认和说明的机制需要进一步研究。现在结果还指出,一些令人兴奋的未来研究方向。每个可能识别miRNA-gene对我们是一个强有力的候选人主要研究确定具体的存在miRNA-gene交互,从而创造一个更详细的照片异丙酚的影响。
异丙酚是购自σ化学排除脂乳液的影响。评议包括杜尔贝科修改鹰的介质(DMEM),新生牛血清(nc)、青霉素、链霉素、trypsin-EDTA (GIBCO实验室、大岛,纽约,美国),二甲亚砜(DMSO),膜联蛋白V-FITC凋亡检测装备,和CCK-8细胞计数工具。异丙酚在DMSO溶液溶解,在磷酸缓冲盐(PBS)进一步稀释。最后的DMSO浓度是0.1%,这并不影响细胞的功能或试验系统。以下主要抗体被用于这项研究:anti-beta-Actin抗体(圣克鲁斯,sc - 47778), anti-LC3B多克隆抗体(σ,L7543) anti-LC3多克隆抗体(MBL PM036) anti-TOM20 (fl - 145)(圣克鲁斯,sc - 11415)。
HUVECs孤立从新鲜人类脐带静脉通过胶原酶消化根据描述修改技术Jaffe et al。
缺氧,文化传媒取代葡萄糖和无血清DMEM平衡在正常孵化器在30分钟内和HUVEC细胞被放置在缺氧条件是由一个小封闭湿润有机玻璃室充满94% N2,5%的公司2,1%的人啊2在37°C 12 h。缺氧后,媒介被冲洗掉,和HUVECs回到维护媒介(NCS-DMEM)在正常孵化器有限公司为5%2和95% N24 h。同时,准备异丙酚添加到介质不同浓度(25
细胞生存能力是评估使用CCK-8工具包。细胞被镀在
量化细胞凋亡,HUVECs沾膜联蛋白V-FITC propidium碘。准备细胞被洗两次冷PBS和resuspended 500毫升绑定缓冲。5毫升的膜联蛋白V-FITC和5毫升propidium碘(1毫克/毫升)被添加到这些细胞,而进行分析与FACSCalibur流式细胞分析仪。早期凋亡细胞被膜联蛋白V和阳性阴性propidium碘,而晚期凋亡坏死细胞显示高碘化膜联蛋白V和propidium标签。
细胞凋亡相关蛋白的表达和LC3由免疫印迹分析。整个细胞溶解产物里帕也准备了缓冲区(50毫米三羟甲基氨基甲烷盐酸,液pH值8,150毫米氯化钠,1%诺乃清洁剂p 40, 0.1% SDS和1% Triton x - 100加蛋白酶抑制剂;σ)。蛋白质浓度由布拉德福德决定试验和样品含有30 ug 12% sds - page分离。被转移到蛋白质硝化纤维膜。膜后被封锁在20毫米Tris-HCl 5%脱脂牛奶,150毫米氯化钠,和0.05%渐变20 1小时在室温下,一夜之间,细胞膜被孵化在4°C不同主要单克隆抗体;
细胞融合在盖玻片增长到70%。治疗后,细胞被洗两次与PBS(上海Sangon生物技术)和固定刚做好的4%多聚甲醛在37°C,持续15分钟。抗原可访问性增加了治疗0.1% Triton x - 100(上海Sangon生物技术)。与1% BSA阻塞后,细胞被孵化主要抗体1 h在室温下,与PBS洗涤后,沾染了二次抗体在室温下进一步50分钟。细胞图像捕获与TCS SPF5 II徕卡共焦显微镜。
总RNA含有小RNA提取H / R组和HUVECs P-PostH团体通过使用试剂盒纯化试剂(表达载体)和mirVana microrna的隔离设备(美国Ambion、奥斯汀、TX)根据生产的协议。核糖核酸的纯度和浓度测定使用分光光度计从OD260/280读数(NanoDrop nd - 1000)。RNA完整性由1%甲醛变性凝胶电泳。microrna测定进行了使用安捷伦microrna的数组。安捷伦阵列设计每张幻灯片有八个相同的数组(8×60 K格式),每个数组包含调查询问1887人类成熟的microrna和121个人类病毒相关的microrna,从miRBase R18.0。每个microrna的探测器探测到重复30次。
微阵列实验根据制造商的指示。短暂,microrna标签使用安捷伦microrna的标记试剂。总RNA (100 ng)是脱去磷酸与pCp-Cy3和结扎,标记RNA是纯化和杂化microrna的数组。图像与安捷伦芯片扫描仪进行扫描(安捷伦),网格,使用安捷伦特征提取和分析软件10.10版。
之间的差异表达microrna H / R和P-PostH水平测定中存在所述[
引物用于存在。
| 基因 | 退火温度°C | 数量的基因引物(5′ |
加入数量 |
|
|
|||
| U6 | 60 | F: 5′CTCGCTTCGGCAGCACATATACT3′ | NR_004394.1 |
| R: 5′CGAATTTGCGTGTCATCCTTGCG3′ | |||
| hsa-miR-30b | 60 | F: 5′CGCTGTAAACATCCTACACTCA3′ | MIMAT0000420 |
| R: 5′GCAGGGTCCGAGGTATTC3′ | |||
| Hsa-miR-15b-5P | 60 | F: 5′ATGGTTCGTGGGTAGCAGCACATCATGGTTTACA3′ | MIMAT0000417 |
| R: 5′GCAGGGTCCGAGGTATTC3′ | |||
| mir - 196 - 5 - p | 60 | F: 5′ATGGTTCGTGGGTAGGTAGTTTCATGTTGTTGG3′ | MIMAT0000226 |
| R: 5′GCAGGGTCCGAGGTATTC3′ | |||
| hsa - mir - 374 b - 5 - p | 60 | F: 5′CGTGGGATATAATACAACCTGCTAAGTG3′ | MIMAT0004955 |
| R: 5′CTCAACTGGTGTCGTGGA3′ | |||
| Hsa-miR-20b-5P | 60 | F: 5′ATGGTTCGTGGGCAAAGTGCTCATAGTGCAGGTAG3′ | MIMAT0001413 |
| R: 5′CTCAACTGGTGTCGTGGA3′ | |||
| Hsa-let-7e | 60 | F: 5′CGCTGAGGTAGGAGGTTGTA3′ | MIMAT0000066 |
| R: 5′GCAGGGTCCGAGGTATTC3′ | |||
F:正向引物;接待员:反向引物。
microrna的数量和顺序的一个特定的microrna的可以从miRBase获得序列。
microrna的目标预测的预测可以由计算算法由于其碱基配对规则microrna与mRNA目标站点,位置绑定序列中目标的3′UTR和保护目标绑定在相关的基因组序列。在我们的研究中,基因预测的TargetScan v5.1 (
基因本体论(去)分析应用于以基因组织成层次类别和揭示microrna基因调控网络生物过程的基础上,细胞组件,和分子的功能。我们microrna表达的不同分为两组(H / R调节和H / R表达下调),这两组映射到每个节点的数据库。计算了每个节点对应的microrna GSEABase包R统计平台(
作者宣称没有利益冲突。
这项工作是由中国国家自然科学基金(81270916,31301104)也来自广东医学院的科研启动格兰特(XB1342 701 b01206)。