血管生成素-1通过上调胰腺细胞HPDE6-C7中的miR-126来减轻LPS诱导的炎症损伤

来源 :青岛大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lszll2008
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目的:  本研究通过体外实验观察血管生成素-1 ( angiopoietin-1, Ang-1 )对内毒素( lipopolysaccharide, LPS )诱导的人胰腺导管上皮细胞( Human pancreatic ductal epithelial cells, HPDE6-C7)炎性损伤的影响,观察此过程中Ang-1对微小RNA-126 ( MicroRNA-126, miR-126 )的作用, miR-126 与程序性细胞死亡因子 4 (programmed death cell 4, PDCD4)之间的相互作用,以及Ang-1和PDCD4对核转录因子κB ( Nuclear factor-kappa B, NF-κB )和 c-Jun氨基末端激酶( c-Jun N-terminal kinase, JNK )信号通路相关因子 p65、p-p65、IκBα、p-IκBα、JNK、p-JNK、c-Jun和p-c-Jun表达的影响,探讨Ang-1对急性胰腺炎(Acute pancreatitis, AP)表达机制和临床治疗的意义。  方法:  1、HPDE6-C7细胞分别用 LPS + 磷酸盐缓冲液( phosphate buffer saline , PBS )和LPS+Ang-1处理, LPS使用浓度是10 μg/mL , Ang-1是300 ng/mL。CCK-8检测细胞活性,流式细胞仪检测细胞凋亡,蛋白印迹法(western blot)检测细胞凋亡相关蛋白,qRT-PCR和ELISA分别检测炎症因子的mRNA和蛋白质表达水平。Western blot检测NF-κB和JNK信号通路蛋白因子(p-IκBα、p-P65、p-JNK和p-c-jun)的表达。  2、将实验细胞分成4组:PBS组、Ang-1组、LPS+PBS组,LBS+Ang-1组,采用qRT-PCR检测各组HPDE6-C7细胞中miR-126的相对mRNA表达水平。为了进一步检测miR-126对LPS诱导的HPDE6-C7细胞损伤的作用,HPDE6-C7细胞用LPS+scramble或LPS+miR-126 mimic分别处理,CCK-8检测细胞活性,流式细胞仪检测细胞凋亡,western blot检测凋亡相关蛋白因子表达水平,ELISA和qRT-PCR分别检测炎性因子TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8的蛋白质浓度和mRNA水平。  3、实验分4组:scramble组(阳性对照)、NC(阴性对照)、miR-126 mimic组(细胞转染miR-126 mimic)和miR-126 inhibitor(细胞转染miR-126抑制剂)。qRT-PCR和western blot分别检测以上4组细胞中PDCD4的mRNA和蛋白质表达水平。为了进一步确认miR-126是否靶向PDCD4,使用双荧光素报告实验进行检测,构建两种载体:PDCD4野生型( PDCD4-Wt )和PDCD4突变型( PDCD4-Mt),然后scramble实验组和miR-126 mimic实验组的细胞分别转染载体,测定荧光素酶活性。用LPS、LPS+miR-126 mimic或LPS+miR-126 mimic+pc-PDCD4转染HPDE6-C7细胞,未转染细胞作为对照,然后用western blot检测各组细胞中p-IκBα、p-P65、p-JNK和p-c-jun的表达水平,研究过表达PDCD4是否激活NF-κB和JNK信号通路。  结果:  1、Ang-1减轻LPS诱导的胰腺细胞炎症损伤  CCK-8和流式细胞仪检测结果显示,LPS降低细胞活性,增加细胞凋亡,但LPS+Ang-1组与LPS+PBS组相比,显著增加细胞活性(83.67 ± 8.08%vs. 60.67 ± 7.09%, P=0.0192 , n=3 )和降低细胞凋亡率( 8.47 ± 0.67%vs. 11.8 ± 1.08%, P=0.0012,n=3)。Western blot检测凋亡相关蛋白的结果显示LPS降低抗凋亡蛋白(Bcl-2)的表达,增加促凋亡蛋白(cleaved caspase-3)的表达,而Ang-1又增加Bcl-2的表达,降低促凋亡蛋白(Bax、cleaved caspase-3和cleaved caspase-9)的表达,这与流式细胞仪检测结果基本一致。而且,LPS增加细胞中TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8 mRNA表达和释放, LPS+Ang-1组与LPS+PBS组相比,可显著降低TNF-α (67 ± 7.21 vs.136.7 ± 10.65,P=0.0057,n=3)、IL-1β( 22.33 ± 0.67 vs. 57.67 ± 2.84 , P=0.0003 , n=3 )、IL-6 ( 6.2 ± 0.55 vs. 10.5 ± 0.96 , P=0.0178 , n=3 )、IL-8 ( 45 ± 2.08 vs. 79.33 ± 3.84 , P=0.0014 , n=3 ) mRNA和相应蛋白(分别是607.67 ± 66.05 pg/ml vs. 947.33 ± 5.89pg/ml;385 ± 67.78pg/ml vs. 597 ± 71.63pg/ml;230.33 ± 61.4pg/ml vs. 480.67 ± 92.48pg/ml;537.66 ± 75.50pg/ml vs. 767.33 ± 100.75pg/ml,P<0.05,n=3)的表达和释放。Western blot检测结果显示, LPS增加p-p65、p-IκBα、p-JNK和p-c-Jun信号通路蛋白因子的表达,而Ang-1又抑制了这些蛋白因子的表达。  2、Ang-1和miR-126在LPS诱导的胰腺损伤中的相互作用  qRT-PCR检测结果显示,Ang-1组与PBS组、LPS+Ang-1组与LPS+PBS组相比显著升高 miR-126 的表达( 2.17 ± 0.32 vs. 1 ;1.53 ± 0.15 vs. 0.63 ±0.15 , P<0.05,n=3)。然而,LPS+Ang-1组与Ang-1组相比,miR-126显著降低(1.53 ± 0.15 vs. 2.17 ± 0.32:P<0.05,n=3)。LPS+Ang-1组与LPS+PBS组相比,miR-126转染后细胞活性显著增加(82 ± 7%vs. 64.67 ± 7.5%,P=0.002,n=3),细胞凋亡率显著降低(7.57 ± 0.83%vs. 12.53 ± 1.11%,P<0.05,n=3),Bcl-2表达增加, Bax、cleaved caspase-3和cleaved caspase-9表达降低,并显著降低TNF-α(67.67 ± 4.05 vs. 143 ± 5.29,P=0.0003, n=3)、IL-1β(26.33 ± 2.72 vs. 0.67 ± 3.71, P=0.0017, n=3)、IL-6 ( 6.33 ± 0.37 vs. 12.33 ± 0.88, P=0.0033 , n=3 )、IL-8 ( 28.67 ± 1.20 vs. 84.67 ± 3.71, P=0.0001 , n=3)mRNA和相应蛋白质(分别为 547 ± 96.59pg/ml vs. 1082.66 ± 198.7pg/ml;365.66 ± 95.42pg/ml vs. 660.66 ± 63.75pg/ml;267.67 ± 73pg/ml vs. 449.3 ± 76.63pg/ml;472.33 ± 88pg/ml vs. 756.67 ± 156.8pg/ml,P<0.05, n=3)的表达水平和释放。  3、miR-126与PDCD4在胰腺细胞中的相互作用  qRT-PCR结果显示, miR-126 mimic组与scramble组相比显著降低PDCD4表达水平(0.27 ± 0.07 vs. 1,P<0.0001,n=3),然而,miR-126 inhibitor组与NC组相比显著增加PDCD4表达(2.1 ± 0.3 vs. 1,P<0.0001,n=3)。Western blot检测得到类似的结果。双荧光素报告实验显示,miR-126 mimic组与scramble组相比转染PDCD4-Wt细胞荧光素酶活性显著降低(0.74 ± 0.065 vs. 1,P=0.0026,n=3),但是scramble组和miR-126 mimic组转染PDCD4-Mt载体后并未观察到荧光素酶活性显著变化(0.98 ± 0.079 vs. 0.96 ± 0.065,P>0.05, n=3)。Western blot检测结果显示LPS和PDCD4增加IκBα、P65、JNK和c-jun的表达,但miR-126抑制以上这些蛋白的表达。  结论  1. Ang-1通过增加细胞活性,降低细胞凋亡和降低促炎症因子分泌对LPS诱导的HPDE6-C7细胞炎症损伤有保护作用,并抑制了LPS诱导的NF-κB和JNK信号通路的活化。  2. Ang-1增加miR-126的表达,miR-126通过增加细胞活性、降低细胞凋亡和减少促炎性因子的分泌来保护LPS诱导的HPDE6-C7细胞炎性损伤。  3. miR-126负向调控PDCD4,过表达PDCD4通过激活NF-κB和JNK信号通路,抑制miR-126的作用。  意义:  急性胰腺炎(AP)是发生在胰腺的急性炎症性疾病,分为轻度和重度。大约有80%AP是轻度症状,20%重度患者可能会产生多器官功能衰竭,甚至死亡。尽管在过去几年,针对AP的治疗措施被不断优化,但重度AP患者的死亡率并没有下降。  据报道,很多促炎性因子与重度AP患者的多器官衰竭有关。如白介素6 (interleukin-6, IL-6)、IL-8、可溶性白细胞介素2受体(soluble IL-2 receptor, sIL-2R)、IL-10和肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factorα, TNF-α)在各种类型的器官衰竭患者中表达水平都很高。Ang-1是酪氨酸激酶受体(Tie-2)激动剂,主要通过抑制等离子体溢出,抑制血管炎症和防止内皮细胞死亡。实验发现Ang-1转染间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSC)可显著降低胰腺损伤和炎症。微小RNA (MicroRNAs, miRNAs)是内源性非编码的小RNA,研究表明如miR-216、miR-126、miR-217和miR-375等可作为急性胰腺炎的诊断和预后生物标记。  近年来,随着分子生物学研究越来越受到关注,关于AP也发现了更多新的治疗靶点。我们在以往研究的基础上,将Ang-1、miR-126和PDCD4应用于AP的研究,发现它们对LPS诱导的AP具有显著的调控作用,期望以Ang-1、miR-126和PDCD4为药靶的基因治疗方法在一定程度上实现对AP的有效控制,也为AP的治疗提供更多的理论指导。
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